專利名稱：液晶裝置、投射型顯示裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過控制液晶的取向來顯示圖像的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，提出了使不加電場時(以下稱為“無電場時”)的液晶分子取向為與基板垂直的方向的垂直取向(VAVertical Alignment)模式的液晶面板的(例如專利文獻1)。因為根據(jù)這種液晶面板能夠提高圖像的對比度系數(shù)，所以特別適合于要求高對比度系數(shù)的投射型顯示裝置(投影儀)。
日本特開平11-52361號公報(段落0012)發(fā)明內(nèi)容可是，在垂直取向模式的液晶面板中，從提高對比度系數(shù)的觀點來看，優(yōu)選使無電場時的液晶分子取向為相對基板完全垂直的方向。但是，如果液晶分子這樣地取向為與基板垂直的方向，則定量地控制在其上面加上電場時的各分子的動作(特別是取向變化的方向)是十分困難的，結(jié)果，存在著發(fā)生由分子取向紊亂而引起的旋錯問題。作為用于解決上述問題的構(gòu)成，也可以考慮使無電場時的液晶分子取向為從與基板垂直的方向稍微傾斜的方向的構(gòu)成，但是在該構(gòu)成中，因為無電場時的液晶的雙折射性的影響變得顯著，所以很可能導(dǎo)致削弱稱為高對比度系數(shù)的垂直取向模式的優(yōu)點。本發(fā)明就是鑒于該種情況，其目的在于在利用垂直取向模式的液晶的構(gòu)成中，一面抑制旋錯一面提高圖像的對比度系數(shù)。
為了解決該課題，本發(fā)明的投射型顯示裝置具有射出光的光源、對從光源射出的光進行調(diào)制的液晶裝置、和投射由液晶裝置調(diào)制了的光的投射透鏡的投射型顯示裝置，其特征在于，液晶裝置具有將垂直取向模式的液晶密封在相互對置的一對基板的間隙而形成的液晶面板、配置在從光源到液晶面板的光路上的第1偏振板、配置在從液晶面板到投射透鏡的光路上的第2偏振板、和配置在第1偏振板或第2偏振板和液晶面板之間的光學(xué)補償板，光學(xué)補償板是在與液晶面板平行的面內(nèi)交叉的方向的第1主折射率(例如nx0)和第2主折射率(例如ny0)不同，并與液晶面板垂直的方向的第3主折射率(例如nz0)比第1主折射率和第2主折射率小的板狀基體的表面上，形成在與液晶面板平行的面內(nèi)交叉的方向的各主折射率(例如各個nx1和ny1)不同的相位差板，并且，與液晶面板垂直的方向的折射率(例如nz)比在與液晶面板平行的面內(nèi)的折射率(例如nx和ny)小的部件。此外，所謂的主折射率是指具有1軸或2軸的雙折射性的要素的折射率橢圓體中的長軸和短軸方向的折射率。
該構(gòu)成中的光學(xué)補償板，以在具有2軸的雙折射性的基體的表面上，疊層至少具有1軸的雙折射性的相位差板而形成，當(dāng)將該光學(xué)補償板看作一個整體時，是以與液晶面板垂直的方向的折射率比與液晶面板平行的方向的折射率小的方式構(gòu)成的。根據(jù)該構(gòu)成，即便是為了防止旋錯將無電場時的液晶分子構(gòu)成為從與基板垂直的方向傾斜，也能夠通過光學(xué)補償板有效地補償(取消)由該傾斜引起的液晶的雙折射性。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠不削弱所謂高對比度系數(shù)的垂直取向模式的優(yōu)點，來抑制旋錯。而且，因為相位差板形成在基體中，所以，通過增強該相位差板的機械強度可以抑制其變形。
在本發(fā)明優(yōu)選的方式中，以夾著相位差板使基體位于液晶面板的相反側(cè)的方式，將光學(xué)補償板配置第1偏振板和液晶面板之間，使得在與液晶面板平行的面內(nèi)的基體的慢軸(例如圖5所示的第1軸P1)與第1偏振板的透過軸平行或垂直(參照圖2)。如本發(fā)明那樣，在采用與液晶面板平行的面內(nèi)的各主折射率不同的基體的構(gòu)成中，當(dāng)基體的慢軸(或快軸)和第1偏振板的透過軸(或吸收軸)傾斜時，需要以通過基體面內(nèi)的雙折射性和相位差板面內(nèi)的雙折射性兩者的作用，減弱液晶面板面內(nèi)的雙折射性的方式，來調(diào)整基體和相位差板兩者的光學(xué)特性。對此，在本方式中，由于在與液晶面板平行的面內(nèi)的基體的慢軸與第1偏振板的透過軸平行或垂直，所以來自第1偏振板的出射光(直線偏振光)，在與液晶面板平行的方向上，不受基體的雙折射性的影響地透過該基體，到達相位差板。因此，根據(jù)該方式，僅通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整相位差板面內(nèi)的方向中的折射率(即不考慮基體的光學(xué)特性)，就可以減弱液晶面板面內(nèi)的雙折射性。
在本發(fā)明的投射型顯示裝置中，也可以在從光源到液晶面板的液晶的光路上設(shè)置聚光到液晶的入射光的透鏡。根據(jù)該構(gòu)成，由于能夠?qū)⑷肷涞揭壕У娜肷涔饧性谝壕?，所以與不設(shè)置這種透鏡的構(gòu)成相比，能夠提高光的利用效率?？墒?，透鏡的透過光會受到該透鏡的光學(xué)特性的影響。因此，如果假設(shè)將光學(xué)補償板配置在比透鏡靠近光源側(cè)，則即便通過光學(xué)補償板賦予了用于減弱液晶面板的雙折射性的影響的特性，也會由于透過透鏡使得該特性發(fā)生變動，結(jié)果存在不能夠充分減弱液晶的雙折射性的影響的可能性。因此，在配置了這種透鏡的構(gòu)成中，將光學(xué)補償板配置第2偏振板和液晶面板之間，并且，優(yōu)選在與液晶面板平行的面內(nèi)的基體的慢軸與第2偏振板的透過軸平行或垂直。根據(jù)該構(gòu)成，可以確實地進一步減弱液晶面板的雙折射性的影響。而且，根據(jù)以夾著相位差板使基體位于液晶面板的相反側(cè)的方式配置光學(xué)補償板的構(gòu)成，僅通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整相位差板面內(nèi)的方向的折射率(即不考慮基體的光學(xué)特性)，就可以減弱液晶面板面內(nèi)的雙折射性。
在投射型顯示裝置中，從將來自投射透鏡的出射光投射在與其分離配置的屏幕上的關(guān)系可知，由觀察者直視液晶面板的顯示面的類型的顯示裝置相比，對液晶面板的照射光的光量和強度較大。因此，在液晶面板附近的各要素中容易產(chǎn)生熱。所以，存在著相位差板發(fā)生熱變形，使得其光學(xué)特性偏離所期望的特性的可能性。為了解決該問題，在本發(fā)明優(yōu)選的方式中，光學(xué)補償板的基體由熱傳導(dǎo)率比相位差板高的材料形成。根據(jù)該構(gòu)成，因為熱傳導(dǎo)率高的基體具有作為輻射相位差板的熱的散熱板的作用，所以，即便由于照射到液晶裝置的光在其各單元中產(chǎn)生熱，也可以將相位差板的光學(xué)特性維持在所期望的特性上。這種熱傳導(dǎo)率高的材料的典型例是藍寶石。
而且，在本發(fā)明的優(yōu)選方式中，液晶面板，在各基板的表面上具有相對各基板的法線，使液晶分子取向為長軸傾斜的方向的取向膜，相位差板面內(nèi)的慢軸或快軸的方向與將液晶分子正射影在各基板的表面上時的長軸的方向所成的角度θ滿足40°≤θ≤50°。根據(jù)該方式，可以通過光學(xué)補償板高精度地減弱液晶面板的雙折射性。此外，由聚酰亞胺等的有機材料形成的取向膜，與由無機材料形成的取向膜相比，具有通過加熱其特性容易變化的傾向。為了防止該特性變化，特別是如投射型顯示裝置那樣在各單元中容易產(chǎn)生熱的構(gòu)成中，通過SiOx等的無機材料來形成取向膜。這種取向膜，例如，是通過從相對液晶面板的各基板的垂線所形成規(guī)定角度的方向，將無機材料蒸鍍在該基板的表面上而形成的。
進而在優(yōu)選方式中，與液晶面板平行的方向中的光學(xué)補償板(包含基體和相位差板兩者的全體)的折射率的最大值nx、與其正交的方向中的折射率ny和該光學(xué)補償板的厚度(即基體的厚度和相位差板的厚度的總和)d0滿足20(nm)＜(nx-ny)×d0＜180(nm)。根據(jù)該方式，能夠有效地補償液晶的雙折射性的影響，并且在廣闊的視野角中可以通過高對比度系數(shù)顯示圖像。而且，在其它方式中，液晶面板的延遲Δnd、在與液晶面板平行的面內(nèi)的光學(xué)補償板的折射率的最大值nx、在與形成該折射率nx的方向正交的方向中的折射率ny、與液晶面板垂直的方向中的光學(xué)補償板的折射率nz、和光學(xué)補償板的厚度d0滿足Δnd×0.3＜{(nx+ny)/2-nz}×d0＜Δnd×0.8。根據(jù)該方式，可以在更廣闊的視野角中實現(xiàn)高對比度系數(shù)。
而且，本發(fā)明的液晶裝置的特征在于，具有相互對置的第1偏振板和第2偏振板；存在于第1偏振板和上述第2偏振板之間，并將垂直取向模式的液晶密封在相互對置的一對基板的間隙而形成的液晶面板；和配置在第1偏振板或第2偏振板與液晶面板之間的光學(xué)補償板，光學(xué)補償板是在與液晶面板平行的面內(nèi)交叉的方向的第1主折射率和第2主折射率不同，并且與液晶面板垂直的方向的第3主折射率比第1主折射率和第2主折射率小的板狀基體的表面上，形成在與液晶面板平行的面內(nèi)交叉的方向的各主折射率不同的相位差板，并且，與液晶面板垂直的方向的折射率比在與液晶面板平行的面內(nèi)的折射率小部件。
根據(jù)該構(gòu)成，通過與本發(fā)明的投射型顯示裝置同樣的作用，能夠不削弱所謂高對比度系數(shù)的垂直取向模式的優(yōu)點地減少旋錯。此外，本發(fā)明的液晶裝置，除了適合投射型顯示裝置外，也適合觀察者視覺辨認液晶面板的顯示面的直視型顯示裝置。本發(fā)明的電子設(shè)備可以應(yīng)用于便攜式電話機和個人計算機等各種電子設(shè)備。


圖1是表示與本發(fā)明的第1實施方式有關(guān)的投射型顯示裝置的構(gòu)成的說明圖。
圖2是表示構(gòu)成該投射型顯示裝置的液晶裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖3是用于說明無電場時的液晶分子取向的方向的立體圖。
圖4是從與第1基板的表面垂直的方向觀察圖3所示的要素時的俯視圖。
圖5是表示光學(xué)補償板的基體的光學(xué)特性的圖。
圖6是表示參數(shù)Z的變化動向的圖表。
圖7是表示與本發(fā)明的第2實施方式有關(guān)的液晶裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖中D—投射型顯示裝置，10—液晶裝置，30—照明光學(xué)系統(tǒng)，31—光源，40—光分離光學(xué)系統(tǒng)，51—選色棱鏡，52—投射透鏡，11—第1偏振板，12—第2偏振板，14—液晶面板，15—第1基板，151—對置電極，152—取向膜，16—第2基板，161—像素電極，162—取向膜，17—密封材料，18—液晶，M—液晶分子，20—光學(xué)補償板，21—基體，23—相位差板。
具體實施例方式
(A投射型顯示裝置的構(gòu)成)圖1是表示與本發(fā)明的第1實施方式有關(guān)的投射型顯示裝置構(gòu)成的說明圖。如該圖所示，該投射型顯示裝置D具有與紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)各色對應(yīng)的3個液晶裝置10(10R，10G，10B)；射出光的照明光學(xué)系統(tǒng)30；將來自該照明光學(xué)系統(tǒng)30的出射光分離成紅色、綠色和藍色的各色光，分別導(dǎo)入到液晶裝置10的光分離光學(xué)系統(tǒng)40；合成來自各液晶裝置10的出射光的分色棱鏡51；和投射來自該分色棱鏡51的出射光的投射透鏡52。
照明光學(xué)系統(tǒng)30具有射出白色光的光源31(例如碘鎢燈)。來自該光源31的出射光，分別透過將多個透鏡排列成面狀的第1透鏡陣列32和第2透鏡陣列33，來變換成多條光束，并到達偏振產(chǎn)生體34。該偏振產(chǎn)生體34是將入射光變換成s偏振和p偏振中的某一個而射出的板狀部件。來自偏振產(chǎn)生體34的出射光(偏振光)透過透鏡35入射到光分離光學(xué)系統(tǒng)40。
該光分離光學(xué)系統(tǒng)40是將來自照明光學(xué)系統(tǒng)30的出射光分離成紅色光、綠色光和藍色光的機構(gòu)。圖1所示的分色鏡41反射紅色光并且使綠色光和藍色光透過。通過該分色鏡41反射的紅色光，在由反射板42反射后透過場透鏡43入射到液晶裝置10R。另一方面，分色鏡44反射透過分色鏡41的光中的綠色光并使藍色光透過。由該分色鏡44反射的綠色光，透過場透鏡45入射到液晶裝置10G。而且，透過分色鏡44的藍色光經(jīng)過中繼透鏡系統(tǒng)46入射到液晶裝置10B。即，該藍色光透過入射側(cè)透鏡461并且由反射板462反射后透過中繼透鏡系統(tǒng)463，進一步由反射板464反射后，透過出射側(cè)透鏡465入射到液晶裝置10B。
各液晶裝置10具有矩陣排列的多個像素，與從外部輸入的圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)按每個像素對入射光進行調(diào)制后射出。來自3個液晶裝置10的出射光由分色棱鏡51合成后入射到投射透鏡52。投射透鏡52將來自分色棱鏡51的出射光投射到平板狀的屏幕S上。
其次，圖2是表示一個液晶裝置10(各個10R、10G、10B)的構(gòu)成的剖視圖。在圖2中將從照明光學(xué)系統(tǒng)30到投射透鏡52的光路的上游側(cè)(照明光學(xué)系統(tǒng)30側(cè))作為下方，將該光路的下游側(cè)(投射透鏡52側(cè))在該圖中作為上方。此外，在圖2中為了方便起見，使各部件相互分離地進行了圖示，但是實際上，通過粘合劑等將各部件無間隙地粘合在一起。
如圖2所示，液晶裝置10具有相互對置的第1偏振板11和第2偏振板12。第1偏振板11比第2偏振板12靠近照明光學(xué)系統(tǒng)30側(cè)。各個第1偏振板11和第2偏振板12是選擇地只透過沿與透過軸T(T1、T2)平行的方向振動的光的板狀部件。第1偏振板11的透過軸T1和第2偏振板12的透過軸T2正交。下面，如圖2所示，將第1偏振板11的透過軸T1的方向(即第2偏振板12的吸收軸R2的方向)表示為“X方向”，將第2偏振板12的透過軸T2的方向(即第1偏振板11的吸收軸R1的方向)表示為“Y方向”。而且，將與XY平面垂直的方向(即液晶面板14的光軸的方向)表示為“Z方向”。
將液晶面板14配置在第1偏振板11和第2偏振板12之間。因此，第1偏振板11位于從照明光學(xué)系統(tǒng)30到液晶面板14的光路上，第2偏振板12位于從液晶面板14到投射透鏡52的光路上。該液晶面板14具有將垂直取向模式的液晶18密封在通過密封材料17相互對置地粘合在一起的第1基板15和第2基板16的間隙的構(gòu)成。本實施方式中的液晶面板14是使從照明光學(xué)系統(tǒng)30經(jīng)過光分離光學(xué)系統(tǒng)40入射到第1基板15的光，在透過液晶18和第2基板16后，向分色棱鏡51射出的透過型顯示面板。
在第1基板15中與液晶18對置的表面上，形成分布在其全部區(qū)域的對置電極151和覆蓋該對置電極151的取向膜152。另一方面，在第2基板16中與液晶18對置的表面上，形成沿X方向和Y方向矩陣狀排列的分別與對置電極151對置的多個像素電極161，和覆蓋這些像素電極161的取向膜162。根據(jù)該構(gòu)成，通過被各像素電極161和與之對置的對置電極151兩者夾持的液晶18構(gòu)成像素。各像素電極161和對置電極151由具有ITO(Indium Tin Oxide(銦錫氧化物))等的光透過性的導(dǎo)電材料形成。而且，取向膜152和162是例如由SiOx等的無機材料形成的膜體。
圖3是用于說明當(dāng)不加上電場時(即當(dāng)像素電極161和對置電極151為大致相同的電位時)，位于取向膜152的表面上的液晶18的分子M取向的方向的圖。而且，圖4是從Z方向觀察圖3所示的的要素的俯視圖。如圖3和圖4所示，取向膜152，以位于其表面的液晶分子M的長軸朝向相對XY平面的垂線N(Z方向)只傾斜角度A的方向D的方式，使無電場時的液晶分子M取向。該角度A例如為0°≤A≤10°左右(在本實施方式中為5°)。由于通過使液晶分子M這樣地傾斜，當(dāng)由像素電極161和對置電極151加上電場時，可以確實地規(guī)定液晶分子M倒向方向，所以能夠有效地防止由分子M的取向混亂引起的旋錯。
另一方面，當(dāng)將無電場時的液晶分子M正投影到第1基板15的表面上時的長軸方向Dp，相對第2偏振板12的透過軸T2(或第1偏振板11的吸收軸R1)延伸的Y方向，順時鐘旋轉(zhuǎn)地形成角度Ap。該角度Ap是根據(jù)液晶面板14的延遲Δnd(Δn是折射率的各向異性，d是液晶18的Z方向中的厚度)決定的。為了滿足以上的條件，使液晶分子M取向的取向膜152是通過例如，從相對第1基板15的垂線N形成規(guī)定的角度(例如50°)的方向，在該第1基板15的表面上蒸鍍無機材料而形成。此外，這里對接近取向膜152的表面的液晶分子M的情況進行了說明，接近取向膜162的液晶分子M也取向為同樣的方向。
這樣，在使液晶分子M相對Z方向只傾斜角度A的構(gòu)成中，液晶18呈現(xiàn)與角度A相應(yīng)的雙折射性。因此，在將來自第1偏振板11的出射光原樣地入射到液晶面板14，并且將來自液晶面板14的出射光原樣地入射到第2偏振板12的構(gòu)成(即液晶面板14與第1偏振板11和第2偏振板12之間沒有插入任何部件的構(gòu)成)中，存在著透過液晶18的光受到液晶18的雙折射性的影響，結(jié)果，視野角(能夠得到充分的對比度系數(shù)的范圍)變窄的問題。為了解決該問題，在本實施方式中，如圖2所示，將用于補償液晶18的雙折射性的影響的光學(xué)補償板20配置在第1偏振板11和液晶面板14之間。
該光學(xué)補償板20備有具有光透過性的板狀基體21、和在該基體21的表面上形成的薄膜狀的相位差板23。以使相位差板23與液晶面板14對置并且使基體21與第1偏振板11對置的方式(即以夾著相位差板23使基體21位于液晶面板14的相反側(cè)的方式)配置本實施方式中的光學(xué)補償板20。該基體21例如是將藍寶石等的晶體成形為板狀的部件。這種晶體的熱傳導(dǎo)率高(例如40J/s·m·℃以上)。另一方面，由于在搭載于本實施方式那樣的投射型顯示裝置D中的液晶裝置10中，與通過觀察者直視來感知圖像的類型的液晶裝置(例如搭載在液晶電視等中的液晶裝置)相比，照射較強的光，所以容易在各單元中產(chǎn)生熱。在本實施方式中，因為在熱傳導(dǎo)率高的基體21的表面上形成相位差板23，所以在該相位差板23中產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)到基體21，并從那里向周圍輻射。因此，根據(jù)本實施方式，具有下述優(yōu)點，即能夠抑制相位差板23的熱變形和伴隨該變形的液晶裝置10的光學(xué)特性的變化。
而且，由藍寶石等材料構(gòu)成的基體21呈現(xiàn)因該晶體構(gòu)造的各向異性引起的2軸的雙折射性。即，如圖5所示，與基體21的板面(主面)PL平行的第1軸P1的方向中的主折射率nx0、在與該板面PL平行的面內(nèi)與第1軸P1正交的第2軸P2的方向的主折射率ny0、和與板面PL垂直的第3軸P3的方向中的折射率nz0，滿足nx0＞ny0＞nz0的關(guān)系。
這樣，因為基體21在其面內(nèi)方向上具有雙折射性(nx0＞ny0)，所以存在著透過第1偏振板11的光受到該基體21的雙折射性的影響，變?yōu)闄E圓偏振光的可能性。在本實施方式中，為了減少該基體21面內(nèi)方向上的雙折射性的影響，如圖3至圖5所示，形成基體21的第1軸P1的方向與第1偏振板11的透過軸T1(第2偏振板12的吸收軸R2)的方向X一致，并且，基體21的第2軸P2的方向與第1偏振板11的吸收軸R1(第2偏振板12的透過軸T2)的方向Y一致的構(gòu)成。通過以基體21的面內(nèi)方向上的各主軸(電學(xué)上的主軸)在與第1偏振板11的關(guān)系中滿足以上的條件的方式，設(shè)置光學(xué)補償板20，從第1偏振板11射出的直線偏振光會入射到將該振動方向作為慢軸或快軸的基體21中。因此，不會使來自第1偏振板11的出射光大幅度改變其特性(即保持直線偏振光不變)地入射到相位差板23中。
另一方面，相位差板23是表示1軸的雙折射性的膜體。即，如圖3和圖4所示，與相位差板23的板面平行的第1軸Q1的方向xq中的主折射率nx1，比在與該板面平行的面內(nèi)和第1軸Q1正交的第2軸Q2的方向yq中的主折射率ny1大(nx1＞ny1)。而且，如圖3和圖4所示，以第1軸Q1相對方向Dp(即將液晶分子M正射影到XY平面時的長軸方向)順時鐘旋轉(zhuǎn)形成角度θ的方式，在基體21的表面上形成相位差板23。該角度θ滿足40°≤θ≤50°。
當(dāng)將光學(xué)補償板20看作一個整體時，以與液晶面板14平行的面內(nèi)折射率的最大值(主折射率)nx、在同平面內(nèi)與該折射率nx的方向正交的的方向的折射率ny、和與液晶面板14垂直的方向的折射率nz，滿足nx＞ny＞nz的方式，選定基體21的折射率(nx0、ny0、nz0)和相位差板23的折射率(nx1、ny1)。這樣，通過采用表示與液晶面板14垂直的方向的折射率nz比其它方向的折射率nx和ny小的2軸的雙折射性的光學(xué)補償板20，能夠抑制由相對方向Z的液晶分子M的傾斜A引起的視野角的狹小化。即，根據(jù)本實施方式，能夠一面防止通過使液晶分子M只傾斜角度A由取向混亂引起的旋錯，一面抑制由該角度A引起的對比度系數(shù)的降低。更具體地說，為了在補償液晶18的雙折射性的基礎(chǔ)上，還能夠?qū)崿F(xiàn)提高對比度系數(shù)和擴大視野角，以滿足以下條件的方式來選定作為光學(xué)補償板20整體的折射率(nx、ny、nz)。
首先，根據(jù)本發(fā)明者所做的試驗和模擬，可以明了當(dāng)光學(xué)補償板20面內(nèi)的相位差值為從20mm到180mm的范圍內(nèi)的數(shù)值時，能夠特別良好地補償液晶18的雙折射性的影響，從而能夠在大的視野角范圍內(nèi)實現(xiàn)高的對比度系數(shù)。因此，如果光學(xué)補償板20的厚度(即基體21的厚度和相位差板23的厚度的總和)為d0，則以折射率nx和折射率ny滿足20(nm)＜(nx-ny)×d0＜180(nm)的關(guān)系的方式，選定基體21和相位差板23的特性和形態(tài)，來制成光學(xué)補償板20。
而且，本發(fā)明者一面適當(dāng)?shù)刈兏P(guān)于光學(xué)補償板20的折射率(nx、ny、nz)的參數(shù)Z，一面測定相對與液晶面板14垂直的方向Z在±5°的圓錐狀的范圍(以下稱為“10°圓錐區(qū)域”)中，占據(jù)對比度系數(shù)超過500的區(qū)域的面積比例。參數(shù)Z定義為Z＝{(nx+ny)/2-nz}×d0該測定是通過當(dāng)將光源31配置在液晶面板14的第1基板15側(cè)時，測量從第2基板16側(cè)射出的光量來實施的。圖6是表示該測定結(jié)果的圖表。圖6的橫軸表示參數(shù)Z與液晶面板14的延遲Δnd之比α(α＝Z/Δnd)。
根據(jù)圖6，如果參數(shù)Z在液晶面板14的延遲Δnd的約30％(α＝0.3)到80％(α＝0.8)的范圍內(nèi)，則可以判定在10°圓錐區(qū)域的60％以上對比度系數(shù)超過500。另一方面，如果對比度系數(shù)超過500的區(qū)域達到10°圓錐區(qū)域的60％以上，則實際上投射到屏幕S上的圖像的對比度系數(shù)超過實用上已經(jīng)知道極其良好的1000。因此，優(yōu)選以表示光學(xué)補償板的特性的參數(shù)Z滿足Δnd×0.3＜Z＜Δnd×0.8的方式作成本實施方式中的光學(xué)補償板20，最好是Δnd×0.5＜Z＜Δnd×0.7。
如以上所說明的那樣，根據(jù)本實施方式，能夠一面抑制旋錯，一面在大的視野角內(nèi)維持高的對比度系數(shù)。而且，在本實施方式中，以使基體21與第1偏振板對置，并且使相位差板23與液晶面板14對置的方式來配置光學(xué)補償板20。根據(jù)該構(gòu)成，具有與使基體21和相位差板23的位置關(guān)系逆轉(zhuǎn)的構(gòu)成相比，能夠高精度地補償液晶18的雙折射性的影響的優(yōu)點。即，在以使基體21與液晶面板14對置并使相位差板23與第1偏振板11對置的方式，來配置光學(xué)補償板20的構(gòu)成中，由于從相位差板23射出的光在到達液晶面板14之前透過基體21，則可能受到該基體21的雙折射性的影響。這樣，當(dāng)將受到基體21的雙折射性的影響的光入射到液晶面板14時，即便例如以能夠補償液晶18的雙折射性的影響的方式作成相位差板23自身，也不能夠完全地對其進行補償。對此，本實施方式中，由于在構(gòu)成使基體21的第1軸P1和第2軸P2與第1偏振板11的透過軸T1或吸收軸R1同方向的基礎(chǔ)上，以基體21比相位差板23靠近第1偏振板11側(cè)的方式配置基體21，所以能夠高精度地將可以補償液晶18的雙折射性影響的特性，賦予透過基體21的來自第1偏振板11的偏振光。
(B第2實施方式)下面，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。此外，對本實施方式中與第1實施方式相同的要素，附加了相同的附圖標記并適當(dāng)?shù)厥÷粤似湔f明。
圖7是表示與本實施方式有關(guān)的液晶裝置10的構(gòu)成的剖視圖。如圖7所示，在液晶面板14和第1偏振板11之間配置有微透鏡陣列25。該微透鏡陣列25是矩陣狀排列各個與像素對應(yīng)的凸透鏡251的光透過性的板狀部件。來自第1偏振板11的出射光，除了由微透鏡陣列25的各凸透鏡251聚光之外，還透過對置電極151入射到液晶18中。因此，與不配置該微透鏡陣列25的構(gòu)成相比，可以提高光的利用效率，從而可以顯示富有明亮度的圖像。此外，在圖7中表示了液晶面板14和微透鏡陣列25分離的狀態(tài)，但實際的微透鏡陣列25通過折射率與其不同的樹脂材料的粘合劑等，貼附在液晶面板14的第1偏振板15上。而且，這里雖例示了凸透鏡251，但也可以使用面狀地配置凹透鏡的微透鏡陣列。
另一方面，以使相位差板23與液晶面板14對置并使基體21與第2偏振板12對置的方式(即夾著相位差板23并使基體21位于液晶面板14的相反側(cè)的方式)，將用于補償液晶面板14的雙折射性的光學(xué)補償板20配置在液晶面板14和第2偏振板12之間。該光學(xué)補償板20應(yīng)該滿足的條件及其光學(xué)特性與第1實施方式相同。例如，基體21的第1軸P1朝向第2偏振板12的透過軸T2的方向Y，基體21的第2軸P2朝向第2偏振板12的吸收軸R2的方向X。在本實施方式中也能夠得到與第1實施方式同樣的作用和效果。
可是，透過微透鏡陣列25的光會受到各凸透鏡251的光學(xué)特性的影響。因此，如果假設(shè)形成將光學(xué)補償板20配置在微透鏡陣列25和第1偏振板11之間的構(gòu)成，則即便以將用于減弱液晶18的雙折射性的特性賦予光學(xué)補償板20的透過光的方式，來確定基體21和相位差板23的特性，也會由于之后立即透過微透鏡陣列25使得入射到液晶面板14的入射光的特性發(fā)生變動，結(jié)果，也許不能夠充分補償液晶18的雙折射性的影響。對此，在本實施方式中，因為將光學(xué)補償板20配置在第2偏振板12和液晶面板14之間，所以，能夠更確實地抑制液晶18的雙折射性的影響。
(C變形例)在以上說明的各實施方式中可以施加各種變形。如果例示具體的變形的方式，則如下所示。此外，也可以適當(dāng)?shù)亟M合下列各方式。
(1)變形例1在各實施方式中，雖例示了相位差板23與液晶面板14對置的構(gòu)成，但也可以與此相反，來形成基體21與液晶面板14對置并且相位差板23與第1偏振板11(在第2實施方式中為第2偏振板12)對置的構(gòu)成。而且，在各實施方式中，雖例示了將光學(xué)補償板20只配置在液晶面板14的一方側(cè)的構(gòu)成，但也可以將光學(xué)補償板20(不限其朝向)配置在液晶面板14和第1偏振板11之間以及液晶面板14和第2偏振板12之間雙方。
(2)變形例2在各實施方式中，雖例示了第1基板15位于光源31側(cè)并且第2基板16位于投射透鏡52側(cè)的構(gòu)成，但也可以與此相反，來形成將具有對置電極151的第1基板15相對液晶18，配置在投射透鏡52側(cè)與第2偏振板12對置，并且將具有像素電極161的第2基板16相對液晶18，配置在光源31側(cè)與第1偏振板11對置的構(gòu)成。
(3)變形例3在各實施方式中，雖例示了相位差板23呈現(xiàn)1軸的雙折射性的構(gòu)成，但也可以形成該相位差板23具有2軸的雙折射性的構(gòu)成。即，也可以形成在與液晶面板14平行的面內(nèi)相互正交的方向中的相位差板23的各主折射率nx1和ny1，以及在與液晶面板14垂直的方向中的相位差板23的主折射率nz1，滿足nx1＞ny1＞nz1的關(guān)系的構(gòu)成。即，本發(fā)明中的光學(xué)補償板20是將表示1軸或2軸的雙折射性的相位差板23貼附在表示2軸的雙折射性的基體21的表面上的板狀部件，并且，當(dāng)將包含基體21和相位差板23的光學(xué)補償板20看作一個整體時，如果形成與液晶面板14垂直的方向的折射率nz，比與液晶面板14平行的方向的折射率(面內(nèi)折射率的最大值)nx和與之正交的方向的折射率ny小的構(gòu)成就足夠了。
(4)變形例4在各實施方式中，雖說明了將液晶裝置10應(yīng)用于投射型顯示裝置的構(gòu)成，但與本發(fā)明有關(guān)的顯示裝置的用途不限定于此。例如，也可以用作便攜式電話機和個人計算機等的各種電子設(shè)備的顯示器件。作為應(yīng)用與本發(fā)明有關(guān)的液晶裝置的電子設(shè)備，可以舉出具有便攜式信息終端(PDAPersonal Digital Assistants(個人數(shù)字助理))、數(shù)字靜像照相機、電視機、攝像機、汽車導(dǎo)航裝置、尋呼機、電子記事本、電子紙、臺式電子計算機、文字處理機、工作站、可視電話、POS終端、打印機、掃描儀、復(fù)印機、錄像機、觸摸板的設(shè)備等。不過，由熱傳導(dǎo)性高的藍寶石形成基體21的顯示裝置、由耐熱性高的無機材料形成取向膜152和162的顯示裝置，特別適合于由于照射光強度高與直視型的液晶裝置相比在各單元中更容易產(chǎn)生熱的投射型顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種液晶裝置，具有第1偏振板、第2偏振板、位于所述第1偏振板和所述第2偏振板之間的光學(xué)補償板、位于所述光學(xué)補償板和所述第2偏振板之間的第1基板、位于所述第1基板和所述第2偏振板之間的液晶、位于所述液晶和所述第2偏振板之間的第2基板，其中，所述第1偏振板具有第1透過軸；所述第2偏振板具有第2透過軸，所述第2透過軸的方向和所述第1透過軸的方向交叉；所述光學(xué)補償板包括基體和相位差板；所述光學(xué)補償板具有第1面，所述第1面具有第1軸和第2軸，所述第1軸和所述第2軸與所述第1面平行，所述第1軸和所述第2軸交叉，并且，所述光學(xué)補償板具有第3軸，所述第3軸與所述第1面交叉，所述光學(xué)補償板在所述第1軸的方向上具有第1折射率，所述光學(xué)補償板在所述第2軸的方向上具有第2折射率，所述光學(xué)補償板在所述第3軸的方向上具有第3折射率，所述第1折射率比所述第2折射率大，所述第2折射率比所述第3折射率大，所述第3軸的方向與所述第1透過軸的方向交叉，所述第3軸的方向與所述第2透過軸的方向交叉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述基體具有第2面，所述第2面具有第4軸和第5軸，所述第4軸和所述第5軸與所述第2面平行，所述第4軸和所述第5軸交叉，并且，所述基體具有第6軸，所述第6軸與所述第2面交叉，所述基體在所述第4軸的方向上具有第4折射率，所述基體在所述第5軸的方向上具有第5折射率，所述基體在所述第6軸的方向上具有第6折射率，所述第4折射率比所述第5折射率大，所述第5折射率比所述第6折射率大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶裝置，其特征在于所述第1透過軸的方向是所述第4軸的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶裝置，其特征在于所述第2透過軸的方向是所述第5軸的方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述相位差板具有第3面，所述第3面具有第7軸和第8軸，所述第7軸和所述第8軸與所述第3面平行，所述第7軸和所述第8軸交叉，所述相位差板在所述第7軸的方向上具有第7折射率，所述相位差板在所述第8軸的方向上具有第8折射率，所述第7折射率比所述第8折射率大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述基體位于所述第1偏振板和所述第2偏振板之間，所述相位差板位于所述基體和所述第2偏振板之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述相位差板位于所述第1偏振板和所述第2偏振板之間，所述基體位于所述相位差板和所述第2偏振板之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述基體包含熱傳導(dǎo)率比所述相位差板高的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于所述液晶包含分子，所述分子具有長軸和短軸，所述第1基板包含取向膜，所述取向膜配置所述分子，所述長軸方向與所述第1基板的法線所成的角度θ滿足0°≤θ≤10°。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶裝置，其特征在于所述取向膜包含無機材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶裝置，其特征在于所述液晶包含分子，所述第1基板包含取向膜，所述取向膜配置所述分子，當(dāng)所述分子正射到所述第1基板的表面上時，在所述第1基板的表面上形成的影子具有長軸和短軸，所述長軸方向與所述第7軸的方向所成的角度θ滿足40°≤θ≤50°。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶裝置，其特征在于所述取向膜包含無機材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于當(dāng)令所述第1折射率為nx，所述第2折射率為ny，所述光學(xué)補償板的厚度為d0時，所述nx、所述ny和所述d0滿足20(nm)＜(nx-ny)×d0(nm)＜180(nm)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶裝置，其特征在于當(dāng)令所述第1折射率為nx，所述第2折射率為ny，所述第3折射率為nz，所述液晶的延遲為Δnd，所述光學(xué)補償板的厚度為d0時，所述nx、所述ny、所述nz、所述Δnd和所述d0滿足Δnd×0.3＜{(nx+ny)/2-nz}×d0＜Δnd×0.8。
15.一種液晶裝置，具有光學(xué)補償板、第1基板、位于所述第1基板和所述光學(xué)補償板之間的液晶、位于所述液晶和所述光學(xué)補償板之間的第2基板，其中，所述光學(xué)補償板具有第1面，所述第1面具有第1軸和第2軸，所述第1軸和所述第2軸與所述第1面平行，所述第1軸和所述第2軸交叉，并且，所述光學(xué)補償板具有第3軸，所述第3軸與所述第1面交叉，所述光學(xué)補償板在所述第1軸的方向上具有第1折射率，所述光學(xué)補償板在所述第2軸的方向上具有第2折射率，所述光學(xué)補償板在所述第3軸的方向上具有第3折射率，所述第1折射率比所述第2折射率大。
16.一種投射型顯示裝置，其特征在于包括權(quán)利要求1～15中任何一項所述的液晶裝置。
17.一種電子設(shè)備，其特征在于包括權(quán)利要求1～15中任何一項所述的液晶裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，在利用垂直取向模式的液晶的構(gòu)成中，一面抑制旋錯一面提高圖像的對比度系數(shù)。將垂直取向模式的液晶(18)密封在第1基板(15)和第2基板(16)的間隙而形成的液晶面板(14)，被配置在相互對置的第1偏振板(11)和第2偏振板(12)之間。將用于補償液晶面板(14)的雙折射性的光學(xué)補償板(20)配置在的第1偏振板(11)和液晶面板(14)之間。光學(xué)補償板(20)是與液晶面板(14)垂直的方向上的折射率比與液晶面板(14)平行的面內(nèi)的折射率小的板狀部件，在具有2軸的雙折射性的基體(21)的表面上形成相位差板(23)?；w(21)例如由藍寶石構(gòu)成。
文檔編號G02F1/1337GK1831605SQ20061005475
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者小澤欣也 申請人:精工愛普生株式會社