JP2002207213A - 液晶表示素子又はそれを用いた表示装置 - Google Patents
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Abstract
示素子及びそれを用いた表示装置を実現する。 【解決手段】反射型液晶ライトバルブを用いた表示装置
であって,例えば偏光ビームスプリッタのような偏光素
子と反射型液晶ライトバルブとの間に設けた位相差板の
位相差を概ね入射光の波長に対し4分の1波長とし,か
つ前記位相差板の光学軸(遅相軸ないし進相軸)と入射
偏光の偏光方向とを0度より僅かに大きくずらして配置
したことを特徴とする。
Description
液晶表示素子を用いた液晶表示装置、例えば液晶プロジ
ェクタに関する。
イトバルブ用の液晶表示モードに大きく分けて3種類の
方式がある。傾斜ホメオトロピックECB(Electricall
yControlled Birefringence)モード,ホモジニアスE
CBモード,反射型ツイストネマティックモードであ
る。
方蒸着法等を用いて液晶分子を基板垂直方向から僅かに
傾けて配置させる配向方式であり、例えばアプライド・
フィジックス・レターズ 20,199(1972年)
に記載されている。
基板に対し略平行に配向させる方式であり、例えば特開
平1−7021号公報に記載されている。
液晶分子を基板に対し略平行に配向させると同時に液晶
分子を挟持する2つの基板近傍での配向方向を捩じれの
位置関係とする方式である。なお、ツイストネマティッ
クモードにはさらにいくつかの方式が提案されており、
例としてHFE(Hybrid Field Effect)モード,TN−
ECB(Twisted Nematic - Electrically Controlled
Birefringence)モード,SCTN(Self-Compensated
Twisted Nematic)モード、MTN(MixedmodeTwisted Ne
matic)モード等がある。
ディスプレイ‘89,p.192(1989年)に、SC
TNモードについては特開平10−090731号公報
に、MTNモードについてはアプライド・フィジックス
・レターズ68,p.1455(1996年)にそれぞ
れ記載されている。また上記反射型ツイストネマティッ
クモード全体についての包括的な解析がプロシーディン
グ・オブ・エス・ピー・アイ・イー3635,p.87
(1999年)及びプロシーディング・オブ・アイ・デ
ィー・ダブリュー‘99,p.985(1999年)に記
載されている。
msのときには黒(暗)表示となり電圧を印加したとき
には白(明)表示となる、いわゆるノーマリブラック型
の表示モードである。他の3モードは電圧0Vrmsの
ときには白(明)表示となり電圧を印加したときに黒
(暗)表示となる、いわゆるノーマリホワイト型の表示
モードである。
いた光学系として代表的なものは偏光ビームスプリッタ
を用いた光学系であり例えば特開昭61−13885号
公報に記載されている。また他の例として、主たる光学
軸を液晶ライトバルブの鉛直方向に対して斜めとする光
学系が特開平4−319910号公報に記載されてい
る。
を組み合わせた技術として、偏光ビームスプリッタと1
/4波長板と反射型液晶ライトバルブとを組み合わせ、
かつ1/4波長板の進相軸または遅相軸が偏光ビームス
プリッタの入射光軸と反射光軸とを含む平面に直交する
ように配置する技術が特開平2−250026号公報及
びUSP5,327,270 に、偏光ビームスプリッタと組み合
わせる位相差板のリターデーションを0.25(すなわち
1/4波長)以上とする技術がUSP5,576,854にそれぞ
れ開示されている。また特開平1−7021号公報には
複屈折物質層を備えた偏光制御装置についての記載があ
る。
ブ・エス・ピー・アイ・イー 3635,p.87(1999
年)は、ノーマリホワイト型の反射型のツイストネマテ
ィックモードの中においてMTNモードを含む条件が光
利用効率,色度特性,駆動電圧(コントラスト比)の各特
性のバランスにおいて最も優れていると報告する。
TN−ECBモードを含む条件がより望ましい。液晶分
子の高速応答特性の重要性についてパーソナルコンピュ
ータのディスプレイに使用される場合を例に挙げ、述べ
る。
は通常1秒当り少なくとも60フレーム以上の画像信号
により構成される。即ちパーソナルコンピュータのディ
スプレイに画像を表示する場合、表示が画像信号へ確実
に追随するためには1フレームに対応する時間以下すな
わち1/60秒=16.7 ミリ秒以下で液晶が応答する
必要がある。もし液晶の応答時間が1フレームに対応す
る時間以上であると、画像信号とは異なった画像がディ
スプレイに表示され、画像の移動方向後方に本来は見え
ないはずの残像として認識されることとなってしまう。
これは特に動画像において顕著であり画像の品質を著し
く低下させることとなる。従って良好な画像品質の液晶
ディスプレイを実現するためには液晶応答が高速である
液晶の表示モードを選択する必要がある。
厚みの自乗に比例することが知られているため、厚みが
薄いほど高速な応答が期待できる。この点においてTN
−ECBモードを含む条件はMTNモードを含む条件よ
りもより所望の規格化リターデーションが小さいので、
同じ液晶材料を用いた場合であってもMTNモードを含
む条件より液晶層の厚みを狭くすることができる。よっ
てMTNモードよりも液晶の応答時間の短縮(すなわち
液晶応答の高速化)を図ることができる。
射型液晶ライトバルブを用いることで応答時間を短縮で
きる。以下説明する。
成分として、リターデーションがある。リターデーショ
ンは液晶層の厚みdと、液晶の屈折率異方性Δnと、の
積で与えられる。
ーションはdΔnで与えられるが、反射型液晶ライトバ
ルブの場合は反射ミラーにより光路が折り返されるため
液晶層を入射光が往復する。つまり反射型液晶ライトバ
ルブの場合は光の変調に寄与するリターデーションが2
倍の2dΔnとなり、同じ液晶層の厚みでも透過型液晶
ライトバルブの2倍のリターデーションを得ることがで
きる。即ち、反射型液晶ライトバルブでは同じ屈折率異
方性の液晶材料を用いた場合であっても、所望のリター
デーションを得るために必要な液晶層の厚みを透過型液
晶ライトバルブの概ね2分の1にすることができる。よ
って反射型液晶ライトバルブが大幅な高速応答性が期待
できる。
が可能な液晶表示装置を提案することにある。
は僅かな直流電圧の重畳によるフリッカの発生を防止す
るために隣接画素の印加電圧が互いに逆極性となる駆動
をする。しかし印加電圧の極性の異なる隣接画素間の領
域には横電界が生じるため、この領域では液晶の配向が
乱れる。これは例えば光り漏れによるコントラスト比の
低下につながる。
は液晶配向の乱れた領域を遮光することでコントラスト
比の低下を防止している。しかし、これは1画素におけ
る開口部の占める割合である開口率を大幅に低下させて
しまうという課題を残す。
より画素のほぼ全域を覆うことができるため、100%
に限りなく近い開口率を実現できるという大きな特徴を
有している。但し、もちろん上記の隣接画素間領域に生
じる横電界に起因する液晶配向の乱れをできるだけ避け
る必要がある。そのため反射型ライトバルブにおいては
一フレーム毎に印加電圧の極性を反転するフレーム反転
駆動を行うことにより隣接画素同志が互いに逆極性にな
らないようにしている。それでも例えば白画像と黒画像
の境界部の隣接画素間には横電界が生じる場合がある。
うにするためには基板と液晶分子とのなす角度であるい
わゆるプレチルト角度を適切に調整する必要がある。
間の横電界による液晶配向の乱れを防止するためには、
基板界面の液晶分子の角度を基板鉛直方向から数度傾け
る必要がある。しかし液晶分子を傾けると位相差を生じ
るためコントラスト比が低下する。即ち耐横電界性とコ
ントラスト比とはトレードオフの関係にある。従ってこ
れらを考慮し最も適切な関係を求める必要がある。
い液晶表示装置を提案することにある。
に本発明においては、透明電極と反射電極とに挟持され
た液晶層と、液晶層を駆動する複数の画素回路とを備え
た反射型の液晶ライトバルブと、位相差板とを備えた液
晶表示素子において、前記位相差板を、位相差板の光学
軸(遅相軸ないし進相軸)と位相差板への入射偏光の偏
光方向とを僅かにずらして配置したことを特徴とする液
晶表示素子を提供する。
のリターデーションが、位相差板への入射光の波長の概
ね4分の1であることを特徴とする液晶表示素子を提供
する。
適な例はツイストネマティック配向の液晶である。ツイ
スト角度を概ね50度から90度の範囲内とし、かつ位
相差板角度を0度よりも大きく10度以下とすることに
より高コントラスト比が実現できる。
から90度の範囲内とし、かつ位相差板角度を90度よ
りも小さく80度以上とすることにより高コントラスト
比が実現できる。
の好適な例はホメオトロピック配向の液晶である。第一
の液晶配向方向が45度であるとき、位相差板角度を0
度よりも小さく−10度以上とすることにより高コント
ラスト比が実現できる。
も大きく100度以下とすることにより高コントラスト
比が実現できる。
本発明においては、透明電極と反射電極とに挟持された
液晶層と、液晶層を駆動する複数の画素回路とを備えた
反射型の液晶ライトバルブと、位相差板とを備えた液晶
表示素子と、偏光光学素子と、光源を備えた液晶表示装
置において、前記位相差板は前記液晶ライトバルブと前
記偏光光学素子との間に配置され、前記位相差板のリタ
ーデーションは前記位相差板への入射光の波長の概ね4
分の1であり、前記位相差板の光学軸と前記偏光光学素
子の偏光軸とのなす角度の絶対値が小さくとも0度より
も大きく、かつ10度以下であることを特徴とする液晶
表示装置を提供する。
素子が、上記の液晶表示素子の何れかであることを特徴
とする液晶表示装置を提供する。
表示装置における各光学素子の光学軸の関係を示した図
である。
クタや液晶テレビ等の製品に適用出来る。
ルブ109,位相差板104,偏光ビームスプリッタ1
02のみで記述する。
バルブを駆動する液晶駆動ドライバ(図示せず)に接続
され、液晶駆動ドライバは入力される画像情報に応じて
適切に液晶層を駆動する。
光子の偏光素子として用いられており、構造としては2
つのプリズムを張り合わせたものである。これにより偏
光ビームスプリッタ102は張り合わせ界面103にお
いて、偏光成分に応じ透過又は反射するという特性を有
する。
と偏光ビームスプリッタ102との間に配置される。位
相差板104の材料としては例えばポリカーボネートフ
ィルムを延伸して複屈折性を持たせた材料が好適であ
る。他の材料としてはポリビニルアルコールフィルム,
ポリスチレンフィルム,ノルボルネンフィルム等も好適
である。尚、ここで挙げる材料は好適な材料の一例であ
り上記の材料のみに限定されるものではない。また、位
相差板104において、偏光ビームスプリッタ102の
張り合わせ界面103に対するs偏光の偏光面と平行な
軸を光学軸105,p偏光の偏光面と平行な軸を光学軸1
06とする。尚、光学軸には進相軸と遅相軸とがあるが
ここでは便宜的に進相軸を108,遅相軸を107とす
る。また進相軸と遅相軸との関係は入れ替えてもよく、
他の実施例においても同様とする。
ついて説明する。
ームスプリッタ102に入射する。入射した光101の
うち、偏光ビームスプリッタ102の張り合わせ界面1
03(以下、単に「界面103」という。)に対するs
偏光の成分が位相差板104の方向へ反射する。そして
この反射したs偏光は位相差板104を透過し、液晶ラ
イトバルブ109に到達する。そして液晶ライトバルブ
109で反射を受け、再度位相差板104を透過し、偏
光ビームスプリッタ102に入射する。尚この場合s偏
光成分の光は位相差板104及び液晶ライトバルブ10
9を透過する際に位相変調を受けている。よって偏光ビ
ームスプリッタ102に再び入射する光は位相変調によ
り界面103に対するp偏光成分を生じており、このp
偏光成分が界面103を透過して出射光112となり、
投写レンズ系(図示せず)を介し、スクリーン上(図示
せず)に画像を形成することとなる。一方、張り合わせ
界面103に対するs偏光成分は張り合わせ界面103
で光源(図示せず)の方向へ反射され、スクリーンへ投
写されることはない。尚、液晶ライトバルブ109を駆
動することで光源へ戻る光とスクリーンへ向かう光との
強度比を調整することが可能である。つまりスクリーン
へ向かう光の強度が最大になるときが白(明)表示状態で
あり、逆にランプへの戻り光の強度が最大になるときが
黒(暗)表示状態である。
り、液晶ライトバルブ109及び位相差板104の断面
を示す。
30と液晶層131とアクティブマトリクス基板132
とを有して構成される。
32として単結晶シリコン基板が用いられている。アク
ティブマトリクス基板132はn型基板133上にp型
井戸134,MOS(Metal Oxide Semiconductor)トラ
ンジスタ135,保持容量136,各トランジスタ間の
配線,絶縁膜,反射電極137とその保護膜140等を
有している。また、プロジェクタ用ライトバルブは高強
度光にさらされるため、光がMOSトランジスタ135
の領域に侵入しないよう遮光層141をも有している。
ており、アクティブマトリクス基板132とガラス基板
130との間には液晶層131,支柱139が設けられ
ている。尚、支柱139は液晶層131の厚みを一定に
保つ。
のガラス基板130側に配置されている。実施例1にお
いては液晶ライトバルブ109と離して配置されている
が、ガラス基板130上に貼付けてもよい。また位相差
板104には光利用効率の低下やコントラスト比の低下
を防止するための反射防止コーティングを施しておくこ
とも望ましい。
は概ね位相差板へ入射する光の波長の4分の1程度であ
ればよい。「概ね位相差板への入射光の波長の4分の1
程度であればよい」とは可視光の波長領域である400
nmから700nmの4分の1である100nmから1
75nmの範囲内にあればよいということを意味する。
これは他の実施例においても同様である。 (実施例2)実施例2では液晶層にツイストネマティッ
ク配向を適用している。
る。
きの各光学軸の相対関係を示した図であり、透明基板を
手前側、反射基板を奥側としている。ここで透明基板上
の液晶配向方向を第1の液晶配向方向120,反射基板
上の液晶配向方向を第2の液晶配向方向121,第1及
び第2の液晶配向方向とのなす角度であって、液晶のね
じれ角度をツイスト角度122、とそれぞれ定義する。
尚、ツイスト角度122の符号は反時計周りを正、時計周
りを負とし、他の図面においても同様とする。
若しくは106とのなす角度であって、何れか小さいほ
うの角度を液晶配向角度(θ)123と定義する。図3
においては第1の液晶配向方向120と光学軸105と
のなす角度で記述している。尚、配向角度123の符号
は時計周りを正、反時計周りを負とし、他の図面におい
ても同様とする。
108と、光学軸105又は106のうち液晶配向角度
123を定義した光学軸とのなす角度のうち鋭角の方を
位相差板角度(θp)124aと定義する。尚、図3に
おいては遅相軸107と光学軸105とのなす角度で記
述しているが、遅相軸107の代りに進相軸108であ
ってもかまわない。
相軸108と、光学軸105又は106とのなす角度で
あって、最も小さい角度を絶対位相差板角度124bと
定義する。尚、絶対位相差板角度124bの符号は正の
みである。
具体的なパラメータについて説明していく。まず液晶層
131のパラメータについて述べる。
折媒体を光学軸をφ/nずつずらしながら積層したモデ
ルによりよく記述されることが知られている。特にn=
∞の時の伝播行列はジョーンズ行列と呼ばれ次式で与え
られる。
ルギャップ、Δnは屈折率異方性、λは波長である。さ
らに、反射型液晶ライトバルブの場合、光は反射を受け
かつ液晶層を2回通過することとなるため、伝播行列は
以下のように記述できる。
列である。これを用いて偏光配置が直交ニコルの場合の
反射率Rを計算すると以下のようになる。
反射率Rを最大(R=1)にするためには数7において
各自乗項を0とすればよい。
合に、ツイスト角度φとdΔn/λの関係を示した図で
あり、図中の実線はR=1を満たす解を示す線である。
図4(a)の実線を見る限りにおいて、R=1即ち反射
効率が100%となる条件が存在するのはツイスト角度
73度以下に限られることが分かる(実線はφ=73度
を最大値とする曲線である)。尚、ツイスト角度φ<7
3度の領域では、1つのツイスト角φに対するdΔn/
λの最適条件が2つの値を有している、即ち二つのブラ
ンチB1,B2に分岐している。一方ツイスト角度φ>
73°での効率最大の最適条件は、
解を図4(a)中の点線(B3)に示す。また図4
(b)に図4(a)に示す各条件から導かれる液晶配向
角度θのツイスト角度φ依存性を示しておく。これは図
4(b)中のB1,B2及びB3は各々図4(a)中の
B1,B2及びB3と対応するものである。
ト角度が50度,60度,70度,80度,90度のと
きのパラメータを用いて位相差板104の位相差板角度
124aと液晶ライトバルブの反射率との関係について述べ
る。尚、各パラメータ条件は図4(a)及び図4(b)
における白丸201から210の条件に該当する。尚、
ツイスト角を90度以下としたのは反射率が実用的なレ
ベルとして80%が望ましいためであり、50度以上と
したのは、黒(暗)表示時における可視領域の光の反射
率を1%以下(コントラスト比約100)に抑えるため
に望ましいからである。まず、ツイスト角度が50度の
場合について、図5(a),(b)を用いて説明する。
図5(a),(b)は白(明)表示時の反射スペクトル
を、様々な位相差板104の角度θp(位相差板角度1
24a)について示した図である。尚、縦軸は反射率
を、横軸は波長を表している。また、印加電圧は0Vr
msである。
ときの反射率を基準として、θpを大きくしていくと反
射率が小さくなっていく様子が分かる。一方図5(b)
では、θp=90度のときの反射率を基準として、θp
を小さくしていくと反射率の最大値がほぼ同等でやや短
波長側にピークがシフトしていくことが分かる。
クトルを図6(a),(b)に示す。印加電圧は5Vr
msである。
ときの反射率を基準としてθpを大きくしていくと反射
率が小さくなることが分かる。特に可視領域の中心であ
り、コントラストに大きく関係する波長0.55μm 近
傍に着目すると、θpが5度から6度近傍のときに反射
率が最小となり、さらにθpを大きくすると逆に反射率
が大きくなることがわかる。従って、位相差板角度12
4a(θp)は0度よりも大きく10度以下程度である
と言える。また図6(b)に示すようにθp=90度の
反射率を基準としてθpを小さくしていくと反射率が小
さくなることが分かる。先ほどと同様に波長0.55μ
m 近傍に着目するとθpが85度近傍のときに反射率
が最小となり、さらにθpを小さくすると逆に反射率が
大きくなることがわかる。従って位相差板角度124a
(θp)は90度よりも小さくかつ80度以上程度であ
るといえる。
て、図7(a),(b)を用いて説明する。図7
(a),(b)は白(明)表示時の反射スペクトルを、
様々な位相差板104の角度θp(位相差板角度124
a)について示した図である。尚、縦軸は反射率を、横
軸は波長を表している。また、印加電圧は0Vrmsで
ある。
ときの反射率を基準として、θpを大きくしていくと反
射率が小さくなっていく様子が分かる。一方図7(b)
では、θp=90度のときの反射率を基準として、θp
を小さくしていくと反射率の最大値がほぼ同等でやや短
波長側にピークがシフトしていくことが分かる。
クトルを図8(a),(b)に示す。印加電圧は5Vr
msである。
ときの反射率を基準としてθpを大きくしていくと反射
率が小さくなることが分かる。特に可視領域の中心であ
り、コントラストに大きく関係する波長0.55μm 近
傍に着目すると、θpが5度近傍のときに反射率が最小
となり、さらにθpを大きくすると逆に反射率が大きく
なることがわかる。従って、位相差板角度124a(θ
p)は0度よりも大きく10度以下程度であると言え
る。また図8(b)に示すようにθp=90度の反射率
を基準としてθpを小さくしていくと反射率が小さくな
ることが分かる。先ほどと同様に波長0.55μm 近傍
に着目するとθpが86度近傍のときに反射率が最小と
なり、さらにθpを小さくすると逆に反射率が大きくな
ることがわかる。従って位相差板角度124a(θp)
は90度よりも小さくかつ80度以上程度であるといえ
る。
て、図9(a),(b)を用いて説明する。図9
(a),(b)は白(明)表示時の反射スペクトルを、
様々な位相差板104の角度θp(位相差板角度124
a)について示した図である。尚、縦軸は反射率を、横
軸は波長を表している。また、印加電圧は0Vrmsで
ある。
ときの反射率を基準として、θpを大きくしていくと反
射率が小さくなっていく様子が分かる。一方図9(b)
では、θp=90度のときの反射率を基準として、θp
を小さくしていくと反射率の最大値がほぼ同等でやや短
波長側にピークがシフトしていくことが分かる。
クトルを図10(a),(b)に示す。印加電圧は5V
rmsである。
のときの反射率を基準としてθpを大きくしていくと反
射率が小さくなることが分かる。特に可視領域の中心で
あり、コントラストに大きく関係する波長0.55μm
近傍に着目すると、θpが3度から4度近傍のときに反
射率が最小となり、さらにθpを大きくすると逆に反射
率が大きくなることがわかる。従って、位相差板角度1
24a(θp)は0度よりも大きく10度以下程度であ
ると言える。また図10(b)に示すようにθp=90
度の反射率を基準としてθpを小さくしていくと反射率
が小さくなることが分かる。先ほどと同様に波長0.5
5μm 近傍に着目するとθpが87度近傍のときに反
射率が最小となり、さらにθpを小さくすると逆に反射
率が大きくなることがわかる。従って位相差板角度12
4a(θp)は90度よりも小さくかつ80度以上程度
であるといえる。
いて、図11(a),(b)を用いて説明する。図11
(a),(b)は白(明)表示時の反射スペクトルを、
様々な位相差板104の角度θp(位相差板角度124
a)について示した図である。尚、縦軸は反射率を、横
軸は波長を表している。また、印加電圧は0Vrmsで
ある。
のときの反射率を基準として、θpを大きくしていくと
反射率が小さくなっていく様子が分かる。一方図11
(b)では、θp=90度のときの反射率を基準とし
て、θpを小さくしていくと反射率の最大値がほぼ同等
でやや短波長側にピークがシフトしていくことが分か
る。
クトルを図12(a),(b)に示す。印加電圧は5V
rmsである。
のときの反射率を基準としてθpを大きくしていくと反
射率が小さくなることが分かる。特に可視領域の中心で
あり、コントラストに大きく関係する波長0.55μm
近傍に着目すると、θpが3度近傍のときに反射率が最
小となり、さらにθpを大きくすると逆に反射率が大き
くなることがわかる。従って、位相差板角度124a
(θp)は0度よりも大きく10度以下程度であると言
える。また図12(b)に示すようにθp=90度の反
射率を基準としてθpを小さくしていくと反射率が小さ
くなることが分かる。先ほどと同様に波長0.55μm
近傍に着目するとθpが88度から87度近傍のときに
反射率が最小となり、さらにθpを小さくすると逆に反
射率が大きくなることがわかる。従って位相差板角度1
24a(θp)は90度よりも小さくかつ80度以上程
度であるといえる。
いて、図13(a),(b)を用いて説明する。図13
(a),(b)は白(明)表示時の反射スペクトルを、
様々な位相差板104の角度θp(位相差板角度124
a)について示した図である。尚、縦軸は反射率を、横
軸は波長を表している。また、印加電圧は0Vrmsで
ある。
のときの反射率を基準として、θpを大きくしていくと
反射率が小さくなっていく様子が分かる。一方図13
(b)では、θp=90度のときの反射率を基準とし
て、θpを小さくしていくと反射率の最大値がほぼ同等
でやや短波長側にピークがシフトしていくことが分か
る。
クトルを図14(a),(b)に示す。印加電圧は5V
rmsである。
のときの反射率を基準としてθpを大きくしていくと反
射率が小さくなることが分かる。特に可視領域の中心で
あり、コントラストに大きく関係する波長0.55μm
近傍に着目すると、θpが0.5度から1度近傍のときに
反射率が最小となり、さらにθpを大きくすると逆に反
射率が大きくなることがわかる。従って、位相差板角度
124a(θp)は0度よりも大きく10度以下程度で
あると言える。また図14(b)に示すようにθp=9
0度の反射率を基準としてθpを小さくしていくと反射
率が小さくなることが分かる。先ほどと同様に波長0.
55μm近傍に着目するとθpが89.5度から89度
近傍のときに反射率が最小となり、さらにθpを小さく
すると逆に反射率が大きくなることがわかる。従って位
相差板角度124a(θp)は90度よりも小さくかつ
80度以上程度であるといえる。
ほど、黒(暗)表示時の反射率を最低にするために大き
な絶対位相差板角度124bを必要とする。しかし、た
とえツイスト角度が50度のときであっても5度から6
度程度であり、10度を越えることは無いといえる。
が0度よりも大きくかつ10度以下であるか、あるいは
80度以上でかつ90度よりも小さいことを特徴とす
る。言い換えれば絶対位相差板角度124bが0度より
大きくかつ10度以下であることを特徴とする。
が小さければ表示に必要な波長規格化リターデーション
も小さくなることが分かる。つまり、同じ液晶材料を用
いた場合において、ツイスト角度が小さいほど液晶層の
厚みを狭くすることができ、高速応答化を図ることがで
きる。ただし、図5から図10を比較すれば分かるよう
にツイスト角度が70度以下ではツイスト角度が小さい
ほど黒(暗)表示の反射率を最低にしたときの白(明)
表示の反射率が低くなってしまうことは考慮すべき点で
ある。また図9から図14を比較すれば分かるようにツ
イスト角度が70度以上ではツイスト角度が大きいほど
黒(暗)表示の反射率を最低にしたときの白(明)表示
の反射率が低いことも考慮すべき点である。実用的な白
(明)表示の反射率を80%とするならばツイスト角度
は概ね50度から90度の範囲内にすることが望まし
く、最大の白(明)表示の反射率を得るためにはツイス
ト角度を70度近傍とすることがより望ましい。さら
に、可視領域の中心である0.55μm の波長における
最小の反射率に注目すると、θpは0.5度 から6度の
間であることも望ましい。 (実施例3)実施例3では液晶層として傾斜ホメオトロ
ピック配向を適用している。
しておく。図15は図3と同様、パネルに対して鉛直方
向から見たときの各光学軸の相対関係を示す。実施例3
においてツイスト角度は0度であり、配向角度123は
概ね45度である。
による液晶配向の乱れの問題について述べる。
トバルブの断面図であり、液晶ライトバルブそれぞれの
液晶層に面するガラス基板130には透明電極138
が、アクティブマトリクス基板132の液晶層に面する
側には反射電極137が形成されている。また、透明電
極138には共通電圧Vcomが印加されている。図1
6(a)では隣接する反射電極137(画素に相当)に
等しい電圧(V1)が、図16(b)では隣接する反射
電極137間に異なる電圧(一方にV1、他方にV2,
V1>V2)が印加されている場合を示している。尚、
図16(a),(b)のそれぞれにおいて等電位線16
0を示す。
界(縦方向の等電位線)がほとんど無いのに対し、図1
6(b)においては隣接画素間において横電界が発生す
る。したがって、図16(a)では液晶層131におけ
る液晶分子150の傾き方向が概ね一定であるのに対
し、図16(b)では隣接反射電極間における液晶分子
150の傾く方向が他の領域と比較して反転してしまう
領域が生じる。このような領域は液晶の応答が非常に遅
く、表示に悪影響を及ぼすこととなる。この問題を防止
するためには基板界面での液晶分子の傾き角を適切に制
御する必要がある。
150の配向の模式図を示す。ここでは基板界面での液
晶分子の傾き角、即ち基板151の鉛直方向と液晶分子
150の長軸方向とのなす角度をθtと定義する。液晶分
子の傾く方向の反転を防止する、つまり横電界への耐性
を確保するためにはθtは4度から6度が望ましい。し
かしθtを大きくすると黒(暗)表示時の反射率が増加
し、コントラスト比が低下しまうという問題が生じる。
すなわち隣接反射電極間の横電界への耐性とコントラス
ト比とがトレードオフの関係となっている。図18にθ
tを2度,4度,6度としたときの印加電圧−反射率特
性を示す。図18(a)はリニアプロットであり、図1
8(a)は同じ図の対数プロットである。図中におい
て、θtが増加しても白(明)表示時(約3.5V付近)
の反射率は同程度であるのに対し、黒(暗)表示時(約
0V付近)の反射率は増加傾向を示している。コントラ
スト比は白(明)表示時の反射率を黒(暗)表示時の反
射率で割った値で与えられるため、図18(a),
(b)からはθtの増加に対するコントラスト比の低下
の様子が分かる。
(暗)表示時の反射スペクトルを示す図である。図19
(a)はθpが0度近傍である場合の反射スペクトル
を、図19(b)はθpが90度近傍である場合の反射
スペクトルをそれぞれ示している。
るθpを0度より小さくしていくと反射率が小さくなる
様子を示している。特に可視領域の中心であり、コント
ラストに大きく関係する波長0.55μm 近傍に着目す
ると、θpが−1度から−1.5 度の間で反射率が最小
となり、さらにθp小さくすると逆に反射率が大きくな
ることがわかる。したがって、位相差板角度124aは
0度よりも小さく−10度以上である必要があると言え
る。また図19(b)に示すように、θp=90度の場
合に比べθpを大きくしていくと反射率が小さくなる様
子が分かる。またここでも波長0.55μm近傍に着目
するとθpが91度から91.5度の間で反射率が最小
となり、さらにθpを大きくすると逆に反射率が大きく
なることがわかる。従って、位相差板角度124aは9
0度よりも大きく100度以下である必要があると言え
る。よって言い換えると、実施例3の特徴は絶対位相差
板角度124bが小さくとも0度より大きく10度以下
であることである。
(明)表示時の反射スペクトルを示す。図20は、位相
差板角度124aであるθpを0度から−2度、又は9
0度から92度としても反射スペクトルには大きな変化
がなく、コントラスト比における許容範囲内であること
が分かる。
−1度から−1.5 度、又は91度から91.5 度とす
ることによりコントラスト比が大幅に向上する。言い換
えれば絶対位相差板角度124bを1度から1.5度 と
することによりコントラスト比が大幅に向上する。 (実施例4)実施例1の液晶ライトバルブを用いた液晶
プロジェクタの実施例について図21を用いて説明す
る。実施例4の液晶プロジェクタは白色光源301と、
偏光ビームスプリッタ102と、ダイクロイックミラー
302,303と、実施例1の液晶ライトバルブ109
R,109G,109Bと、位相差板104R,104G,
104Bと、投写レンズ304等を有して構成される。
ビームスプリッタ102に入射する。そして偏光ビーム
スプリッタ102では紙面に垂直な偏光成分の光のみが
反射する。反射した光はダイクロイックミラー302及
び303で赤色,青色,緑色の三原色光に分離された後
それぞれの液晶ライトバルブ109R,109G,10
9Bに入射する。各液晶ライトバルブに入射した光は夫
々の液晶層により位相変調を受け、画素電極により反射
し、再びダイクロイックミラー302及び303によっ
て色合成される。その後紙面に平行な偏光成分のみが偏
光ビームスプリッタ102を透過し、投写レンズ304
を通じてスクリーン(図21では図示せず)へと投写さ
れる。
いるためコントラスト比が高くかつ液晶の応答時間が短
い液晶プロジェクタ、具体的にいうと動画像表示を非常
に滑らかに行うことができる液晶プロジェクタが実現で
きる。
G,104Bの位相差板角度124aは色毎に最適化す
ることが望ましいことは言うまでもない。付け加えて言
えば図5から図14から分かるように位相差板104の
絶対位相差板角度124bは何れの色においても0度よ
り大きくかつ大きくとも10度以下が望ましい。
と位相差板104との間にダイクロイックミラー30
2,303を設けたが、ダイクロイックミラーの代りに
プリズムで構成してもよい。なぜなら偏光素子である偏
光ビームスプリッタと液晶ライトバルブとの間に配置し
た位相差板の光学軸の角度である位相差板角度と偏光ビ
ームスプリッタの偏光軸とをずらして配置することが本
発明の本質だからである。
偏光ビームスプリッタ102と位相差板104との間に
ダイクロイックミラー302,303を設けたが、白色
光源301からの光101をダイクロイックミラーなど
によりあらかじめ三原色に分離した後に偏光ビームスプ
リッタに入射する構成としてもよい。この場合には三原
色の各色毎に偏光ビームスプリッタが必要である。
ス・アイ・ディー 2000ダイジェスト,p.92 に
記載されているような色偏光フィルターと偏光ビームス
プリッタとを組み合わせた光学系においても本発明は有
効である。
明した液晶ライトバルブを用いているが、もちろん実施
例2,3において説明した液晶ライトバルブを用いるこ
とが可能であることはいうまでもない。
液晶表示素子又はそれを用いた表示装置を実現すること
が出来る。
したときの各光学軸の関係。
び液晶配向角度との関係。
たときの各光学軸の関係。
性。
09…液晶ライトバルブ、120…第1の液晶配向方
向、121…第2の液晶配向方向、122…ツイスト角
度、123…液晶配向角度θ、124a…位相差板角
度、124b…絶対位相差板角度、130…ガラス基
板、131…液晶層、132…アクティブマトリクス基
板、150…液晶分子、301…白色光源、302,3
03…ダイクロイックミラー、304…投写レンズ。
Claims (11)
- 【請求項1】一対の基板と、該一対の基板のいずれか一
方に形成される透明電極と、前記一対の基板の他の一方
に形成される反射電極と、前記一対の基板に挟持される
液晶層と、を有する液晶ライトバルブと、位相差板と、
を有する液晶表示素子と、 偏光光学素子と、 光源と、を有する液晶表示装置であって、 前記位相差板は前記液晶ライトバルブと前記偏光光学素
子との間に配置され、 前記位相差板のリターデーションは100nmから17
5nmの範囲内であり、 前記位相差板の光学軸(進相軸または遅相軸)と前記偏
光光学素子の偏光軸とがずらして配置され、かつ前記位
相差板の光学軸と前記偏光光学素子の偏光軸とのなす角
度の絶対値が10度以下である液晶表示装置。 - 【請求項2】一対の基板と、該一対の基板のいずれか一
方に形成される透明電極と、前記一対の基板の他の一方
に形成される反射電極と、前記一対の基板に挟持される
液晶層と、を有する液晶ライトバルブと、位相差板と、
を有する液晶表示素子と、 前記液晶表示素子へ入射する光を供給する光源と、 前記液晶表示素子と前記光源との間に配置される偏光光
学素子と、を有する液晶表示装置であって、 前記位相差板の光学軸(進相軸または遅相軸)と前記位
相差板へ入射する偏光の偏光方向とがずらして配置され
る液晶表示装置。 - 【請求項3】前記液晶表示素子における前記位相差板の
リターデーションが、 100nmから175nmの範囲内にある請求項2記載
の液晶表示装置。 - 【請求項4】前記液晶表示素子における前記液晶層はツ
イストネマティック配向の液晶層である請求項2又は3
記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】前記液晶表示素子における前記液晶層のツ
イスト角度が50度から90度の範囲内にあり、前記位
相差板の光学軸と前記偏光光学素子の偏光軸とのなす角
度の絶対値が0度よりも大きく10度以下である請求項
4記載の液晶表示装置。 - 【請求項6】前記液晶表示素子における前記液晶層のツ
イスト角度が50度から90度の範囲内にあり、前記位
相差板の光学軸と前記偏光光学素子の偏光軸とのなす角
度の絶対値が90度よりも小さく80度以上である請求
項4記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】前記液晶表示素子における前記液晶層がホ
メオトロピック配向の液晶である請求項2又は3記載の
液晶表示装置。 - 【請求項8】前記液晶表示素子における前記第一の液晶
配向方向が45度であり、前記位相差板の光学軸と前記
偏光光学素子の偏光軸とのなす角度が0度よりも小さく
−10度以上である請求項7記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】前記液晶表示素子における前記第一の液晶
配向方向が45度であり、前記位相差板の光学軸と前記
偏光光学素子の偏光軸とのなす角度の絶対値が90度よ
りも大きく100度以下である請求項7記載の液晶表示
装置。 - 【請求項10】一対の基板と、該一対の基板のいずれか
一方に形成される透明電極と、前記一対の基板の他の一
方に形成される反射電極と、前記一対の基板に挟持され
る液晶層と、を有する液晶ライトバルブと、位相差板
と、を有する液晶表示素子と、偏光光学素子と、 光源と、を有する液晶表示装置であって、 前記位相差板は前記液晶ライトバルブと前記偏光光学素
子との間に配置され、 前記位相差板のリターデーションは前記位相差板への入
射光の波長の概ね4分の1であり、 前記位相差板の光学軸と前記偏光光学素子の偏光軸との
なす角度の絶対値が0度より大きく10度以下である液
晶表示装置。 - 【請求項11】前記液晶表示素子は、請求項4から8の
何れかに記載の液晶表示素子である請求項11記載の液
晶表示装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005173621A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Jds Uniphase Corp | 偏光制御素子 |
JP2006085077A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Canon Inc | 投射型画像表示装置及びそれに使用される調整方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0128419D0 (en) * | 2001-11-28 | 2002-01-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Electroluminescent display device |
KR100963815B1 (ko) * | 2002-06-11 | 2010-06-16 | 소니 주식회사 | 반도체 장치, 반사형 액정 표시 장치, 및 반사형 액정프로젝터 |
JP4040484B2 (ja) * | 2003-01-31 | 2008-01-30 | キヤノン株式会社 | 偏光分離光学系、投射型表示光学系、投射型画像表示装置および画像表示システム |
JP4422986B2 (ja) * | 2003-08-22 | 2010-03-03 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
JP3888344B2 (ja) * | 2003-09-12 | 2007-02-28 | ソニー株式会社 | 液晶表示装置及び光学ブロック |
US7505095B2 (en) * | 2004-09-21 | 2009-03-17 | Tpo Displays Corp. | Display panel, and display device and electronic device using thereof |
US7357511B2 (en) * | 2005-03-23 | 2008-04-15 | 3M Innovative Properties Company | Stress birefringence compensation in polarizing beamsplitters and systems using same |
US7616278B2 (en) * | 2005-12-05 | 2009-11-10 | Tpo Displays Corp. | Liquid crystal displays |
US7542194B2 (en) * | 2005-12-08 | 2009-06-02 | 3M Innovative Properties Company | Birefringence-compensated liquid crystal display and projection system using same |
US20070206140A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-06 | Toppoly Optoelectronics Corp. | Wide viewing angle liquid crystal display |
US8749463B2 (en) | 2007-01-19 | 2014-06-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Phase-modulating apparatus |
JP4450043B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2010-04-14 | ソニー株式会社 | 投射型液晶表示装置 |
KR101018593B1 (ko) | 2008-11-13 | 2011-03-03 | 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 반사형 액정표시장치 |
CN101738369B (zh) * | 2008-11-24 | 2011-09-14 | 财团法人工业技术研究院 | 相位差检测装置 |
DE102010040051A1 (de) * | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Balluff Gmbh | Lichtschrankenvorrichtung |
CN105866969B (zh) * | 2016-03-03 | 2018-04-24 | 北京应用物理与计算数学研究所 | 一种基于光梯的提高激光远场光斑均匀性的方法 |
JP7003411B2 (ja) * | 2017-02-02 | 2022-01-20 | セイコーエプソン株式会社 | 偏光変換素子及びプロジェクター |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6113885A (ja) | 1984-06-29 | 1986-01-22 | Sony Corp | 投射型画像表示装置 |
NL8801164A (nl) | 1987-06-10 | 1989-01-02 | Philips Nv | Weergeefinrichting voor gebruik in reflectie. |
JPS647021U (ja) | 1987-07-02 | 1989-01-17 | ||
JPH0738050B2 (ja) | 1989-03-23 | 1995-04-26 | 松下電器産業株式会社 | 偏光ビームスプリッタ装置とその装置を用いたライトバルブ光学装置 |
US5327270A (en) | 1989-03-23 | 1994-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polarizing beam splitter apparatus and light valve image projection system |
JP3081615B2 (ja) | 1989-10-16 | 2000-08-28 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶電気光学装置 |
US5472635A (en) * | 1990-04-10 | 1995-12-05 | Nippon Oil Company, Ltd. | Phase plate and liquid crystal display using same |
JP3168598B2 (ja) | 1991-04-19 | 2001-05-21 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置を用いた投射型液晶ディスプレイ装置 |
EP0522620B1 (en) | 1991-06-28 | 1997-09-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Display device |
US5576854A (en) | 1993-11-12 | 1996-11-19 | Hughes-Jvc Technology Corporation | Liquid crystal light valve projector with improved contrast ratio and with 0.27 wavelength compensation for birefringence in the liquid crystal light valve |
US5576861A (en) * | 1993-12-15 | 1996-11-19 | Ois Optical Imaging Systems, Inc. | Liquid crystal display having a retarder with 100-200nm retardation and having high contrast viewing zone centered in positive or negative vertical region |
US5936697A (en) | 1996-06-07 | 1999-08-10 | International Business Machines Corporation | Self-compensated twisted nematic mode for reflective light valves |
US5973760A (en) * | 1997-08-06 | 1999-10-26 | Rockwell Science Center, Inc. | Display apparatus having quarter-wave plate positioned to eliminate conflicts with polarized sunglasses |
US6433845B1 (en) * | 1998-04-10 | 2002-08-13 | Nec Corporation | Reflection type liquid crystal display with particular angle between polarization axis and quarter wavelength plate optical axis |
JPH11305219A (ja) * | 1998-04-20 | 1999-11-05 | Sony Corp | 反射型液晶表示装置 |
JP3410977B2 (ja) * | 1998-09-14 | 2003-05-26 | シャープ株式会社 | フロントライト及び反射型液晶表示装置 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005173621A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Jds Uniphase Corp | 偏光制御素子 |
JP2006085077A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Canon Inc | 投射型画像表示装置及びそれに使用される調整方法 |
US7466368B2 (en) | 2004-09-17 | 2008-12-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image projection apparatus and adjusting method used for the same |
US7595848B2 (en) | 2004-09-17 | 2009-09-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Reflective liquid crystal display apparatus |
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