JP3876572B2

JP3876572B2 - Projection display

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Publication number: JP3876572B2
Application number: JP24162099A
Authority: JP
Inventors: 信行下斗米; 章隆矢島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001066599A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置および投射型表示装置に関するものである。さらに詳しくは、一対の基板間で液晶を挟持してなる液晶装置の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一対の基板の間で透過偏光軸が捩じれ配向した液晶（ＴＮ液晶／ツイステッドネマティックモードの液晶など）を用いた液晶装置は、たとえば投射型表示装置のライトバルブとして用いられている。この投射型表示装置において、光源から出射された光は、導光系によって液晶装置（光変調装置）に導かれ、この液晶装置で光変調された後、投射系からスクリーンに向けて投射される。
【０００３】
このような液晶装置において、一対の基板は所定の隙間を介して貼り合わされてパネルを構成し、このパネルにおいて一対の基板間に液晶が封入される。ここで、一対の基板には、それぞれ所定の方向にラビングなどの配向処理が施されているので、この基板間に封入された液晶は、各基板に施された配向処理によって配向状態が制御されるとともに、各画素毎に基板間に電場を印加するか否かによって配向状態を制御することができる。
【０００４】
また、図１０に示すように、透過型の液晶装置１では、パネル１００の入射側および出射側のそれぞれに入射側偏光板５８および出射側偏光板５９が配置される。従って、投射型表示装置などにおいて、光源からの光（矢印Ｌで示す）は入射側偏光板５８によって所定の直線偏光光に揃えられた後、パネル１００に入射し、パネル１００のある領域を透過する直線偏光光は、透過偏光軸が捩じられてから出射される一方、パネル１００の他の領域を通過した直線偏光光は、透過偏光軸が捩じられることなく出射する。それ故、入射側偏光板５８と出射側偏光板５９を互いの透過偏光軸が直交するように配置しておけば（ノーマリホワイト）、出射側偏光板５９を通過するのは、液晶３９によって透過偏光軸が捩じられた方の直線偏光光のみである。よって、液晶３９の配向状態を画素毎に制御すれば、任意の情報を表示することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、投射型表示装置などにおいて、液晶装置１に入射する光は完全な平行光ではなく、図１１（入射側偏光板５８および出射側偏光板５９の図示を省略してある）に示すように、液晶装置１の光入射面に対する法線方向に対して斜めに傾いた方向からの光も液晶装置１に入射する。ここで、入射側偏光板５８は、図１１に視角特性を模式的に示すように、入射側偏光板５８の透過偏光軸の向きに対応して、一点鎖線で示す領域Ｍ２から離れる程、色むらが発生しやすい。従って、パネル１００の矩形の画像表示領域７を投射した画像においては、入射側偏光板５８の視角特性の影響を受けて、角部分７ａ′に色むらが出やすいことになる。一方、パネル１００も視角特性を有し、パネル１００に入射する光において、光入射面に対する法線方向Ｐから大きく傾いた方向から光が入射する領域ほど色むらが出やすい。ここで、画像表示領域７の各領域に入射する光を比較すると、画像表示領域７の角部分７ａに対する入射角θ１は、画像表示領域７の辺部分７ｂ、７ｃに対する入射角θ２、θ３よりも大きいので、投射した画像の角部分７ａ′において色むらが出やすい。このように、従来の液晶装置１では、入射側偏光板５８の視角特性とパネル１００の視角特性に起因する色むらの出やすい領域が角部分７ａ′で重なっているので、この角部分７ａ′で緑あるいはマゼンダなどといった色むらが発生してしまう。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、偏光部材の透過偏光軸の向きをパネルの視角特性に適合させた構成を採用することにより色むらの発生を抑えることができる液晶装置および投射型表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、一対の基板間に液晶が挟持されてなるパネルと、前記パネルの光入射側に配置された入射側偏光部材とを有する液晶装置おいて、前記入射側偏光部材に起因する前記パネルから出射された光の色むらの発生領域と、前記パネルに起因する前記パネルから出射された光の色むらの発生領域とがずれるように、前記入射側偏光部材の透過偏光軸が設置されており、前記入射側偏光部材を通った光の偏光面と前記パネルの入射側の配向処理の方向とをそろえるための光学補償部材を有することを特徴とする。
【０００８】
このように光学補償部材をパネルと入射側偏光部材との間に入れることにより、入射側偏光部材の視覚特性に起因して色むらがでやすい領域と、パネルの視覚特性に起因して色むらが出やすい領域とをずらすことができ、色むらを目立たなくさせることができるのである。
【０００９】
また、本発明を適用した液晶装置は、一対の基板間に液晶を挟持してなるパネルと、前記パネルの光入射側に配置された入射側偏光部材とを有する液晶装置おいて、前記パネルの矩形型の画像表示領域の一辺と約４５°をなすように前記入射側偏光部材の透過偏光軸が設置されており、前記入射側偏光部材を通った光の偏光面と前記パネルの入射側の配向処理の方向とをそろえるための光学補償部材を有することを特徴とする。
【００１０】
このように光学補償部材をパネルと入射側偏光部材との間に入れ、入射側偏光部材の透過偏光軸とパネルの矩形型の画像表示領域の一辺とに約４５°の角度を持たすことにより、色むらを目立たなくさせることができるのである。
【００１１】
また、本発明を適用した液晶装置は、さらに、前記パネルの入射側の配向処理の方向は前記パネルの矩形型の画像表示領域の一辺に対して平行であることを特徴とする。このようにすることにより、パネルへの配向処理の均一性を保つ構造でありながらも、入射側偏光部材との間に光学補償部材を入れることにより、入射側偏光部材の視覚特性に起因して色むらがでやすい領域と、パネルの視覚特性に起因して色むらが出やすい領域とをずらすことができ、色むらを目立たなくさせることができるのである。
【００１２】
また、本発明を適用した液晶装置は、さらに、前記入射側偏光部材の透過光軸と前記パネルの入射側の配向処理の方向とは約４５°ずれていることが好ましい。このようにすると、入射側偏光部材の視覚特性に起因して色むらがでやすい領域と、パネルの視覚特性に起因して色むらが出やすい領域とを最大限にずらすことができる。
【００１３】
本発明において、さらに、前記パネルと出射側偏光部材との間には、前記パネルを透過してきた光の偏光面を約４５°回転させる出射側光学補償部材が配置される場合がある。この場合に、前記出射側偏光部材は、該出射側偏光部材の透過偏光軸が前記入射側偏光部材の透過偏光軸に対して約９０°の角度を成すように配置すればよい。
【００１４】
本発明を適用した液晶装置は、たとえば、光源と、光変調装置と、該光変調装置に前記光源からの光を導く導光系と、前記光変調装置で光変調された光を投射する投射系とを有する投射型表示装置において、前記光変調装置として用いるのに適している。
【００１５】
また、本発明を適用した液晶装置は、光源と、各色光用の光変調装置と、前記光源から出射された光を色分離系によって赤色光、緑色光および青色光に分離するとともに、色分離された各色光をそれぞれ前記光変調装置に導く導光系と、前記光変調装置で光変調された各色の光を合成する色合成系と、該色合成系で合成された光を投射する投射系とを有する液晶装置において、前記各色光用の光変調装置のうちの少なくとも１つに用いることができる。
【００１６】
この場合に、本発明を適用した液晶装置を、赤色光、緑色光および青色光用の前記光変調装置のうち、緑色光用の光変調装置、または青色光用の光変調装置として用いることが好ましい。すなわち、光学補償部材を付加した液晶装置については必要最小限、すなわち、視感性が最も高い緑色光用の光変調装置、または光による温度上昇のために視覚特性の低下が起こりやすい青色光用の光変調装置として用い、その他の光変調装置としては、光学補償部材を用いない従来の液晶装置を用いてもよい。
【００１７】
また、この種の投射側表示装置において、赤色光、緑色光および青色光用の前記光変調装置のうち、緑色光用および青色光用の光変調装置として用いてもよい。すなわち、光学補償部材を付加した液晶装置については必要最小限、すなわち、色むらがもっとも目立ちやすい緑色光用の光変調装置、および緑色光の次に色むらが目立ちやすい青色光用の光変調装置として用い、赤色光用の光変調装置については、光学補償部材を用いない従来の液晶装置を用いてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
［実施の形態１］
（投射型表示装置の構成）
図１を参照して、本発明を適用した液晶装置を用いた投射型表示装置の構成を説明する。
【００２０】
図１において、投射型表示装置１１００では、透過型の液晶装置１からなる液晶表示モジュールが各々Ｒ（赤色光）、Ｇ（緑色光）、Ｂ（青色光）用のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（光変調装置）として用いられている。この投射型表示装置１１００において、メタルハライドランプ等の白色光源のランプユニット１１０２（光源）から投射光が発せられると、この光は、以下に説明する色分離系を含む導光系を介してライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂに導かれる。すなわち、導光系において、ランプユニット１１０２からの投射光は、色分離系を構成する３枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに分けられ、各色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに各々導かれる。この際、特にＢ光は、長い光路による光損失を防ぐために、入射レンズ１１２２、リレーレンズ１１２３および出射レンズ１１２４からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。
【００２１】
そして、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにより各々変調された３原色に対応する光成分は、ダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４（投射系）を介してスクリーン１１２０にカラー画像として拡大投射される。
【００２２】
（液晶装置の構成）
図１に示す投射型表示装置１１００において、３つのライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを構成する液晶装置１はいずれも、図２、図３および図４に示すパネルを用いて構成されている。
【００２３】
図２および図３はそれぞれ、液晶装置１に用いたパネルを対向基板の側からみた平面図、および図２のＨ−Ｈ′線で切断したときのパネルの断面図である。図４は、パネルの構成を模式的に示すブロック図である。なお、図２および図３、図４には、パネルの向きを時計における時刻に相当する数字で表わしてある。
【００２４】
図２および図３において、液晶装置１（ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）に用いたパネル１００は、画素電極８がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板３０と、対向電極２２および遮光膜２５が形成された対向基板２０と、これらの基板２０、３０間に封入、挟持されている液晶３９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０とは、対向基板２０の外周縁に沿って形成されたギャップ材含有のシール材５２によって所定の間隙を介して貼り合わされている。アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間には、ギャップ材含有のシール材５２によって液晶封入領域３８が区画形成され、この内側に液晶３９が封入されている。シール材５２としては、エポキシ樹脂や各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。ギャップ材としては、約２μｍ〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球を用いることができる。アクティブマトリクス基板３０および対向基板２０の表面にはポリイミド樹脂などからなる配向膜４６、４７が形成されている。
【００２５】
対向基板２０はアクティブマトリクス基板３０よりも小さく、アクティブマトリクス基板３０の周辺部分は、対向基板２０の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板３０の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６０）や入出力端子４５は対向基板２０から露出した状態にある。
【００２６】
シール材５２は部分的に途切れて液晶注入口２４１が構成されている。従って、対向基板２０とアクティブマトリクス基板３０とを貼り合わせた後、液晶注入口２４１から液晶３９を封入し、しかる後に、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞ぐ。なお、対向基板２０には、シール材５２の内側において横長の長方形に画像表示領域７を見切りするための表示見切り用の遮光膜５５も形成されている。対向基板２０のコーナー部のいずれにも、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材５６が形成されている。
【００２７】
このように構成したパネル１００において、画像表示領域７を構成するマトリクス状に形成された複数の画素は、図４に示すように、画素電極８、およびこの画素電極８を制御するためのＴＦＴ１０とから構成され、画像信号が供給されるデータ線９０がＴＦＴ１０のソースに電気的接続されている。このデータ線９０には、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが順次供給される。また、走査線９１を介してＴＦＴ１０のゲート電極にはパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極８は、ＴＦＴ１０のドレインに電気的接続されており、ＴＦＴ１０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線９０から供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極８を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、対向基板２０に形成された対向電極２２との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極８と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量４０が付加されてる。このように蓄積容量４０を形成する方法としては、容量を形成するための配線である容量線９２を設けても良いし、前段の走査線９１との間で容量を形成しても良い。
【００２８】
（アクティブマトリクス基板の構成）
図５は、この液晶装置１に用いたアクティブマトリクス基板３０の画素領域の一部を抜き出して示す平面図、図６は、図５のＡ−Ａ′線におけるアクティブマトリクス基板３０の断面図（遮光膜の図示を省略してある）である。なお、図５および図６にも、図２などに示す方向と対応させるために、時計における時刻に相当する数字を付してある。
【００２９】
図５に示すように、いずれの画素においても、複数の透明な画素電極８がマトリクス状に形成されており、画素電極９の縦横の境界に沿って、データ線９０、走査線９１および容量線９２が形成されている。データ線９０は、液晶装置１の１２時−６時の方向に延設され、走査線９１および容量線９２は、液晶装置１の３時−９時の方向に延設されている。
【００３０】
データ線９０は、ポリシリコン膜等の半導体層のうち、ソース領域１６にコンタクトホールを介して電気的に接続し、画素電極８は、ドレイン領域１７にコンタクトホールを介して電気的に接続している。また、チャネル領域１５に対向するように走査線９１が延びている。なお、蓄積容量４０は、画素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成するためのシリコン膜１０ａ（半導体膜／図５に斜線を付した領域）の延設部分に相当するシリコン膜４０ａ（半導体膜／図５に斜線を付した領域）を導電化したものを下電極４１とし、この下電極４１に対して容量線９２が上電極として重なった構造になっている。
【００３１】
このように構成した画素のＡ−Ａ′線における断面は、基本的には図６に示すように表される。まず、アクティブマトリクス基板３０の表面には下地絶縁膜３０１の上に島状のシリコン膜１０ａ、４０ａが形成されている。また、シリコン膜１０ａの表面にはゲート絶縁膜１３が形成され、このゲート絶縁膜１３の上に走査線９１（ゲート電極）が形成されている。シリコン膜１０ａのうち、走査線９１に対してゲート絶縁膜１３を介して対峙する領域がチャネル領域１５になっている。このチャネル領域１５に対して一方側には、低濃度ソース領域１６１および高濃度ソース領域１６２を備えるソース領域１６が形成され、他方側には低濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン領域１７２を備えるドレイン領域１７が形成されている。このように構成された画素スイッチング用のＴＦＴ１０の表面側には、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９が形成され、第１層間絶縁膜１８の表面に形成されたデータ線９０は、第１層間絶縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領域１６２に電気的に接続している。また、画素電極８は、第１層間絶縁膜１８および第２層間絶縁膜１９に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ドレイン領域１６２に電気的に接続している。また、高濃度ドレイン領域１７２から延設されたシリコン膜４０ａには低濃度領域からなる下電極４１が形成され、この下電極４１に対しては、ゲート絶縁膜１３と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して容量線９２が対向している。このようにして蓄積容量４０が形成されている。
【００３２】
ここで、アクティブマトリクス基板３０の表面では、データ線９０と隣接する画素の間にはデータ線９０に起因する段差９００が形成され、この段差９００は、データ線９０に沿って１２時−６時の方向に延びている。また、アクティブマトリクス基板３０の表面では、走査線９１に沿っても段差９１０が形成され、この段差９１０は、走査線９１に沿って３時−９時の方向に延びている。
【００３３】
（パネル１の製造方法）
このように構成した液晶装置１のパネル１００を製造する際には、周知の半導体プロセスを利用して、アクティブマトリクス基板３０および対向基板２０のそれぞれに各構成要素を形成した後、図２および図５に矢印Ｂ１、Ｂ２で示すように、アクティブマトリクス基板３０および対向基板２０のそれぞれに配向処理としてのラビング処理を施す。
【００３４】
本形態では、アクティブマトリクス基板３０に形成した配向膜４６の表面に対しては、画像表示領域７の一辺に平行な方向、たとえば、画像表示領域７の辺部分７ｂに対して９０°を成す方向（１２時−６時の方向）にラビング処理を行い、対向基板２０に形成した配向膜４７の表面に対しても、画像表示領域７の一辺に平行な方向、たとえば画像表示領域７の辺部分７ｂに対して１８０°を成す方向（９時−３時の方向）ラビング処理を行う。
【００３５】
次に、シール材５２によって所定の隙間を介して、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０とを貼り合わす。次に、シール材５２の途切れ部分である液晶注入口２４１からアクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間に液晶３９（ＴＮ液晶／ツイステッドネマティックモードの液晶）を封入し、しかる後に、液晶注入口２４１を封止剤２４２で塞ぐ（図２を参照）。
【００３６】
その結果、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間に液晶３９を充填した状態において、液晶３９は、アクティブマトリクス基板３０と対向基板２０との間で長軸方向が９０°捩じれる。すなわち、液晶３９は、９０°のツイスト角をもって捩じれ配向する。
【００３７】
（液晶装置１の構成）
図７は、本形態の液晶装置１の構成を示す分解斜視図である。
【００３８】
上記のように構成したパネル１００を用いて液晶装置１を構成する際には、図７に示すように、パネル１００の入射側および出射側に入射側偏光板５８（入射側偏光部材）および出射側偏光板５９（出射側偏光部材）が配置される。ここで、入射側偏光板５８の透過偏光軸５８０の向きは、対向基板２０に対するラビング処理の方向（矢印Ｂ２で示す方向）に対して角度をもっており、４５°の角度をなす方向に向いているのが好ましい。また、出射側偏光板５９の透過偏光軸５９０は、入射側偏光板５８の透過偏光軸５８０に対して９０°の角度を成す方向に向いているので、アクティブマトリクス基板３０に対するラビング処理の方向（矢印Ｂ１で示す方向）に対して４５°の角度をなしている。
【００３９】
また、本形態の液晶装置１では、パネル１００と入射側偏光板５８との間には、この入射側偏光板５８を透過してきた光の偏光面が対向基板の配向処理の方向とそろうように、光の偏光面を約４５°回転させる光学補償部材としての入射側位相差板９６が配置されている。さらに、本形態の液晶装置１では、パネル１００と出射側偏光板５９との間には、パネル１００を透過してきた光の偏光面を約４５°回転させる光学補償板としての出射側位相差板９７が配置されている。
【００４０】
このように構成した液晶装置１において、光源からの光（矢印Ｌで示す）は、まず、入射側偏光板５８において、パネル１００の画像表示領域７の辺部分７ｂに対して、パネル１００に向かって時計周りに４５°傾いた方向の直線偏光光に揃えられた後、入射側位相差板９６に矢印９６１で示す光として入射する。次に、入射側位相差板９６では、入射した光の偏光面が４５°回転させられ、パネル１００の画像表示領域７の辺部分７ｂに対して、パネル１００に向かって時計周りに９０°傾いた光（矢印９６２で示す）としてパネル１００に入射する（矢印１０１で示す）。ここで、入射側位相差板９６により、偏光面が、対向基板２０のラビング処理の方向Ｂ２にそろえられている。このパネル１００に入射した光のうち、液晶に電圧が印加されていない画素に入射した光は、矢印１０２で示す光のように、透過偏光軸が９０°捩じられた後、出射側位相差板９７に出射される。次に、この出射側位相差板９７に入射した光（矢印９７１で示す）は、反時計周りに４５°の角度を回転させれらた光（矢印９７２で示す）として出射側偏光板５９に入射する。ここで、出射側偏光板５９の透過偏光軸５９０は、画像表示領域７の辺７部分ｂに対して反時計周りに４５°の角度を向いているので、この出射側偏光板５９を透過していく。なお、出射光を出射側偏光板５９により反時計周りに４５°回転させているのは、出射光の偏光面を方向をダイクロイックプリズムの光学特性に合わせるためである。
【００４１】
これに対して、パネル１００に入射した光のうち、液晶に電圧が印加された画素に入射した光は、透過偏光軸が９０°捩じられないまま出射されるので、出射側偏光板５９に吸収、遮断され、液晶装置１から出射されない。
【００４２】
このような制御は、パネル１００において画素毎に液晶に印加する電場を印加するか否かによって行うことができる。従って、液晶装置１では、入射した光が透過するか否かを画素毎に制御できるので、与えられた画像情報（画像信号）に基づいて変調する光変調装置として機能する。それ故、図１に示す投射型表示装置１１００では、３つのライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに入射した各色光は、与えられた画像情報に従って変調されてライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂから出射される。
【００４３】
（本形態の効果）
図８を参照して、本形態の液晶装置１の効果を説明する。図８は、本発明を適用した液晶装置１において、入射側偏光板の視角特性に起因する色むらの発生領域と、パネルの視角特性に起因する色むらの発生領域との位置関係を示す説明図である。
【００４４】
このように構成した本形態の液晶装置１において、図１に示す投射型表示装置１１００などでは、図８（入射側偏光板５８および出射側偏光板５９の図示を省略してある）に示すように、完全な平行光ではなく、液晶装置１の光入射面に対する法線方向に対して斜めに傾いた方向からの光が液晶装置１に入射する。従って、入射側偏光板５８は、入射側偏光板５８の透過偏光軸の向きに対応して、図８に一点鎖線で示す領域Ｍ１から遠ざかる領域で色むらを発生させる傾向にある。それ故、入射側偏光板５８の視角特性に起因する色むらは、投射した画像の辺部分７ｂ′、７ｃ′に発生する傾向にある。これに対して、パネル１００の視角特性に起因する色むらは、入射角が大きな領域に発生する傾向にある。ここで、画像表示領域７の角部分７ａに対する入射角θ１は、画像表示領域７の辺部分７ｂ′、７ｃ′に対する入射角θ２、θ３よりも大きいので、投射した画像の角部分７ａ′において色むらが出やすい。このように、本形態の液晶装置１では、入射側偏光板５８の視角特性とパネル１００の視角特性に起因する色むらの出やすい領域が角部分７ａ′と辺部分７ｂ′、７ｃ′であり、互いにずれているので、角部分７ａ′および辺部分７ｂ′、７ｃ′のいずれにも色むらが発生しにくい。
【００４５】
また、本形態では、このような色むら対策を行うにあたって、入射側偏光板５８の透過偏光軸を４５°の方向に向かせ、かつ、入射側偏光板５８とパネル１００との間に入射側位相差板９１を配置するだけである。従って、パネル１００に入射する光の偏光面を、パネル１００を製造するときの配向処理の方向（画像表示領域７の辺部分７ｂに対して９０°あるいは１８０°の方向）に容易に対応させることができる。
【００４６】
また、本形態では、アクティブマトリクス基板３０および対向基板２０のそれぞれにラビング処理を施す際に、アクティブマトリクス基板３０に対しては、データ線９０の延設方向に沿って１２時の方向から６時の方向（画素表示領域７の辺部分７ｂに対して９０°の方向）に向けてラビングを行い、対向基板２０に対しては９時の方向から３時の方向（画素表示領域７の辺部分７ｂに対して１８０°の方向）に向けてラビング行う。従って、アクティブマトリクス基板３０に対してラビング処理を行うとき、アクティブマトリクス基板３０の表面にデータ線９０に起因する段差９００（図６を参照）や凹凸があっても、このような段差９００や凹凸は、アクティブマトリクス基板３０にラビングを均一に行うことを妨げない。それ故、アクティブマトリクス基板３０の全面にラビングを均一に行うことができるので、液晶装置１において、液晶３９の配向不良に起因する表示のぬけがデータ線９０に沿って起こるという不具合が発生しない。
【００４７】
なお、アクティブマトリクス基板３０に対するラビングを、走査線９１の延設方向に沿って９時の方向から３時の方向（画素表示領域７の辺部分７ｂに対して１８０°の方向）に向けて行い、対向基板２０に対するラビングを、１２時の方向から６時の方向（画素表示領域７の辺部分７ｂに対して９０°の方向）に向けて行ってもよい。この場合には、アクティブマトリクス基板３０に対してラビング処理を行うとき、アクティブマトリクス基板３０の表面に走査線９１に起因する段差９１０（図６を参照）や凹凸があっても、このような段差９１０や凹凸は、アクティブマトリクス基板３０にラビングを均一に行うことを妨げない。
【００４８】
［実施の形態２］
図９は、本形態の液晶装置の要部を示す分解斜視図である。なお、本形態の液晶装置は、基本的な従来の液晶装置と同様であるため、対応する要素には共通の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
【００４９】
図９に示すように、本形態の液晶装置１でも、パネル１００の入射側および出射側に入射側偏光板５８および出射側偏光板５９がそれぞれ配置されている。ここで、入射側偏光板５８の透過偏光軸５８０の向きは、対向基板２０に対するラビング処理の方向（矢印Ｂ２で示す方向）に対して角度を持っており、４５°の角度をなす方向に向いているのが好ましい。また、出射側偏光板５９の透過偏光軸５９０は、入射側偏光板５８の透過偏光軸５８０に対して４５°の角度を成す方向に向いているので、アクティブマトリクス基板３０に対するラビング処理の方向（矢印Ｂ１で示す方向）と１８０°の角度をなしている。
【００５０】
また、本形態の液晶装置１では、パネル１００と入射側偏光板５８との間には、この入射側偏光板５８を透過してきた光の偏光面が対向基板の配向方向とそろうように、光の偏光面を約４５°回転させる光学補償部材としての入射側位相差板９６が配置されている。但し、本形態では、実施の形態１と違って、パネル１００と出射側偏光板５９との間には光学補償板（出射側位相差板）が配置されていない。
【００５１】
このように構成した液晶装置１において、光源からの光（矢印Ｌで示す）は、まず、入射側偏光板５８において、パネル１００の画像表示領域７の辺部分７ｂに対して、パネル１００に向かって時計周りに４５°傾いた方向の直線偏光光に揃えられた後、入射側位相差板９６に矢印９６１で示す光として入射する。次に、入射側位相差板９６では、入射した光の偏光面が４５°回転させられ、パネル１００の画像表示領域７の辺部分７ｂに対して、パネル１００に向かって時計周りに９０°傾いた光（矢印９６２で示す）としてパネル１００に入射する（矢印１０１で示す）。ここで、入射側位相差板９６により、偏光面が、対向基板のラビング処理の方向Ｂ２にそろえられている。このパネル１００に入射した光のうち、液晶に電圧が印加されていない画素に入射した光は、矢印１０２で示す光のように、透過偏光軸が９０°捩じられた後、出射側偏光板９２に出射される。ここで、出射側偏光板５９の透過偏光軸５９０は、画像表示領域７の辺７部分ｂに対して９０°の角度を成す方向に向いているので、この出射側偏光板５９を透過していく。
【００５２】
これに対して、パネル１００に入射した光のうち、液晶に電圧が印加された画素に入射した光は、透過偏光軸が９０°捩じられないまま出射されるので、出射側偏光板５９に吸収、遮断され、液晶装置１から出射されない。
【００５３】
このように構成した液晶装置１を図１に示す投射型表示装置に用いた場合においても、実施の形態１において図８を参照して説明したように、入射側偏光板５８の視角特性に起因する色むらは、入射側偏光板５８の透過偏光軸の向きに対応して、図８に一点鎖線で示す領域Ｍ１から遠ざかる領域、すなわち、投射した画像の辺部分７ｂ′、７ｃ′に発生する傾向にある。これに対して、パネル１００の視角特性に起因する色むらは、入射角が大きな辺部分７ｂ′、７ｃ′で発生する傾向にあって、入射側偏光板５８の視角特性に起因する色むらと発生しやすい領域がずれている。それ故、本形態でも、角部分７ａ′および辺部分７ｂ′、７ｃ′のいずれにも色むらが発生しにくい。また、本形態では、このような色むら対策を行うにあたって、入射側偏光板５８の透過偏光軸を４５°の方向に向かせ、かつ、入射側偏光板５８とパネル１００との間に入射側光学補償部材９１を配置するだけである。従って、パネル１００に入射する光の偏光面を、パネル１００を製造するときの配向処理の方向（画像表示領域７の辺部分７ｂに対して９０°あるいは１８０°の方向）に容易に対応させることができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００５４】
さらに、本形態では、実施の形態１と違って、入射側位相差板９６のみを配置し、出射側には位相差板を配置しない。従って、本形態によれば、位相差板に起因するコントラスト低下を最小限に抑えることができるので、コントラストの高い表示を行うことができる。
【００５５】
［その他の実施の形態］
上記形態では、光源からの光を３色に分離して各々、対応する３枚のライトバルブ（液晶装置１／光変調装置）に入射させる構成の投射型表示装置１１００において、赤色光、緑色光および青色光のいずれの色光用のライトバルブにも、本発明を適用した位相差板付きの液晶装置１を用いた。しかし、位相差板の使用枚数を削減することを目的に、赤色光、緑色光および青色光用の３枚のライトバルブのうち、色むらが目立ちやすいライトバルブのみに本発明を適用した位相差板付きの液晶装置１を用い、他の光用のライトバルブについては、位相差板を付加しない従来の液晶装置を用いてもよい。
【００５６】
例えば、緑色に関しては、視感度が高くかつ光による温度上昇のために視覚特性の低下が起こりやすく、また青色に関しては、光による温度上昇のために視覚特性の低下が起こりやすいので、緑色及び青色の一方もしくは両方に本発明を適用した位相差板付きの液晶装置１を用い、他のライトバルブについては、位相差板を付加しない従来の液晶装置を用いてもよい。
【００５７】
さらに、本発明を適用した液晶装置１については、光源からの光を３色に分離して各々、対応する３枚のライトバルブ（液晶装置）に入射させる投射型表示装置に限らず、カラーフィルタを形成した液晶装置をライトバルブに用いて、１枚のライトバルブでカラー表示を行う投射型表示装置などに用いてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶装置および投射型表示装置では、入射側偏光部材の視角特性に起因して色むらが出やすい領域と、パネルの視角特性に起因して色むらが出やすい領域とをずらしてあるので、投射した画像の角部分に色むらの発生を抑えることができる。また、色むらの発生を抑えることを目的に、入射側偏光部材の透過偏光軸を傾けても入射側偏光部材とパネルとの間には光学補償部材を配置したので、パネルに入射する光の偏光面を所定の方向に向かせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投射型表示装置の光学系の構成を示す概略平面図である。
【図２】図１に示す投射型表示装置においてライトバルブ（光変調装置）として用いた液晶装置のパネルを対向基板の方からみた平面図である。
【図３】図２のＨ−Ｈ′線で切断したときのパネルの断面図である。
【図４】図２に示す液晶装置に用いたアクティブマトリクス基板の構成を示すブロック図である。
【図５】図２に示す液晶装置に用いたアクティブマトリクス基板の画素領域の一部を抜き出して示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ′線におけるアクティブマトリクス基板の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る液晶装置の構成を示す分解斜視図である。
【図８】本発明を適用した液晶装置において、入射側偏光板の視角特性に起因する色むらの発生領域と、パネルの視角特性に起因する色むらの発生領域との位置関係を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る液晶装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】従来の液晶装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】従来の液晶装置において、入射側偏光板の視角特性に起因する色むらの発生領域と、パネルの視角特性に起因する色むらの発生領域との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１液晶装置
７画像表示領域
８画素電極
１０画素スイッチング用のＴＦＴ
２０対向基板
２２対向電極
３０アクティブマトリクス基板
３９液晶
４０液晶封入領域
５２シール材
５５表示見切り用の遮光膜
５６上下導通材
５８入射側偏光板（入射側偏光部材）
５９出射側偏光板（出射側偏光部材）
６０データ線駆動回路
７０走査線駆動回路
９０データ線
９１走査線
９６入射側位相差板（入射側光学補償部材）
９７出射側位相差板（出射側光学補償部材）
１００パネル
１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂライトバルブ
１１００投射型表示装置
１１０２ランプユニット（光源）
１１０６ミラー
１１０８ダイクロイックミラー
１１１２ダイクロイックプリズム
１１１４投射レンズ（投射系）
１１２０スクリーン
１１２１リレーレンズ系
１１２２入射レンズ
１１２３リレーレンズ
１１２４出射レンズ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal device and a projection display device. More specifically, the present invention relates to a structure of a liquid crystal device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal device using a liquid crystal (TN liquid crystal / twisted nematic mode liquid crystal or the like) in which a transmission polarization axis is twisted and aligned between a pair of substrates is used as, for example, a light valve of a projection display device. In this projection type display device, the light emitted from the light source is guided to a liquid crystal device (light modulation device) by a light guide system, and after being light modulated by the liquid crystal device, it is projected toward the screen from the projection system. .
[0003]
In such a liquid crystal device, a pair of substrates are bonded to each other through a predetermined gap to form a panel, and liquid crystal is sealed between the pair of substrates in this panel. Here, since the alignment processing such as rubbing is performed on each of the pair of substrates in a predetermined direction, the alignment state of the liquid crystal sealed between the substrates is controlled by the alignment processing applied to each substrate. In addition, the orientation state can be controlled by whether or not an electric field is applied between the substrates for each pixel.
[0004]
As shown in FIG. 10, in the transmissive liquid crystal device 1, an incident-side polarizing plate 58 and an outgoing-side polarizing plate 59 are disposed on the incident side and the outgoing side of the panel 100, respectively. Therefore, in a projection display device or the like, light from a light source (indicated by an arrow L) is aligned with predetermined linearly polarized light by the incident-side polarizing plate 58 and then enters the panel 100 and passes through a certain region of the panel 100. The linearly polarized light that is transmitted is emitted after the transmission polarization axis is twisted, while the linearly polarized light that has passed through other regions of the panel 100 is emitted without the transmission polarization axis being twisted. Therefore, if the incident side polarizing plate 58 and the outgoing side polarizing plate 59 are arranged so that their transmission polarization axes are orthogonal to each other (normally white), the liquid crystal 39 passes through the outgoing side polarizing plate 59. Only the linearly polarized light with the transmission polarization axis twisted. Therefore, arbitrary information can be displayed by controlling the alignment state of the liquid crystal 39 for each pixel.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a projection display device or the like, the light incident on the liquid crystal device 1 is not completely parallel light, as shown in FIG. 11 (illustration of the incident side polarizing plate 58 and the outgoing side polarizing plate 59 is omitted). Further, light from a direction inclined obliquely with respect to the normal direction to the light incident surface of the liquid crystal device 1 also enters the liquid crystal device 1. Here, the incident-side polarizing plate 58, as schematically showing the viewing angle characteristic in FIG. 11, corresponds to the direction of the transmission polarization axis of the incident-side polarizing plate 58, and the color is increased as the distance from the region M2 indicated by the alternate long and short dash line is increased. Unevenness is likely to occur. Therefore, in the image projected from the rectangular image display area 7 of the panel 100, the corner portion 7a ′ is likely to have uneven color due to the influence of the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate 58. On the other hand, the panel 100 also has viewing angle characteristics, and in the light incident on the panel 100, color unevenness is more likely to occur in a region where light is incident from a direction greatly inclined from the normal direction P to the light incident surface. Here, when comparing the light incident on each region of the image display region 7, the incident angle θ1 with respect to the corner portion 7a of the image display region 7 is larger than the incident angles θ2 and θ3 with respect to the side portions 7b and 7c of the image display region 7. Since it is large, uneven color tends to appear at the corner portion 7a 'of the projected image. As described above, in the conventional liquid crystal device 1, the corner portion 7 a ′ overlaps with the corner portion 7 a ′ because the color unevenness region caused by the viewing angle characteristic of the incident-side polarizing plate 58 and the viewing angle characteristic of the panel 100 overlaps. This causes color irregularities such as green or magenta.
[0006]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal device and a projection that can suppress the occurrence of color unevenness by adopting a configuration in which the direction of the transmission polarization axis of the polarizing member is adapted to the viewing angle characteristics of the panel. To provide a mold display device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, in the liquid crystal device having a panel in which liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and an incident-side polarizing member disposed on the light incident side of the panel, the incident light The incident-side polarization member so that the color unevenness generation region of the light emitted from the panel due to the side polarization member and the color unevenness generation region of the light emitted from the panel due to the panel are shifted. And an optical compensation member for aligning the plane of polarization of the light passing through the incident side polarizing member and the direction of orientation processing on the incident side of the panel.
[0008]
As described above, by inserting the optical compensation member between the panel and the incident-side polarizing member, color unevenness is likely to occur due to the visual characteristics of the incident-side polarizing member, and color unevenness due to the visual characteristics of the panel. Therefore, it is possible to shift the region where it is likely to appear, and to make the color unevenness inconspicuous.
[0009]
In addition, a liquid crystal device to which the present invention is applied includes a panel having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates, and an incident-side polarizing member disposed on the light incident side of the panel. A transmission polarization axis of the incident-side polarizing member is set so as to form about 45 ° with one side of a rectangular image display region, and a polarization plane of light passing through the incident-side polarizing member and an incident side of the panel It has an optical compensation member for aligning the direction of the alignment treatment.
[0010]
Thus, by putting the optical compensation member between the panel and the incident side polarizing member, and having an angle of about 45 ° between the transmission polarization axis of the incident side polarizing member and one side of the rectangular image display region of the panel, Color unevenness can be made inconspicuous.
[0011]
The liquid crystal device to which the present invention is applied is further characterized in that the direction of alignment treatment on the incident side of the panel is parallel to one side of the rectangular image display region of the panel. In this way, the optical compensation member is inserted between the incident-side polarizing member and the incident-side polarizing member due to the visual characteristics, while maintaining the uniformity of the alignment treatment to the panel. The region where color unevenness is likely to occur and the region where color unevenness is likely to occur due to the visual characteristics of the panel can be shifted, and color unevenness can be made inconspicuous.
[0012]
In the liquid crystal device to which the present invention is applied, it is preferable that the transmission optical axis of the incident-side polarizing member and the direction of alignment treatment on the incident side of the panel are shifted by about 45 °. In this way, it is possible to shift the region where color unevenness easily occurs due to the visual characteristics of the incident side polarizing member and the region where color unevenness easily occurs due to the visual properties of the panel to the maximum.
[0013]
In the present invention, an emission side optical compensation member that rotates a polarization plane of light transmitted through the panel by about 45 ° may be disposed between the panel and the emission side polarization member. In this case, the output-side polarizing member may be arranged so that the transmission polarization axis of the output-side polarization member forms an angle of about 90 ° with respect to the transmission polarization axis of the incident-side polarization member.
[0014]
The liquid crystal device to which the present invention is applied includes, for example, a light source, a light modulation device, a light guide system that guides light from the light source to the light modulation device, and a projection that projects light modulated by the light modulation device. In a projection type display device having a system, it is suitable for use as the light modulation device.
[0015]
In addition, the liquid crystal device to which the present invention is applied includes a light source, a light modulation device for each color light, and the light emitted from the light source is separated into red light, green light, and blue light by a color separation system, and color separation A light guide system that guides each color light to the light modulation device, a color synthesis system that synthesizes light of each color light-modulated by the light modulation device, and a projection that projects the light synthesized by the color synthesis system In the liquid crystal device having the system, it can be used for at least one of the light modulation devices for each color light.
[0016]
In this case, the liquid crystal device to which the present invention is applied is used as a light modulator for green light or a light modulator for blue light among the light modulators for red light, green light, and blue light. preferable. That is, for the liquid crystal device to which an optical compensation member is added, it is the minimum necessary, that is, the light modulator for green light having the highest visual sensitivity, or for blue light that tends to deteriorate in visual characteristics due to temperature rise due to light. A conventional liquid crystal device that does not use an optical compensation member may be used as the light modulation device and the other light modulation device.
[0017]
Moreover, in this kind of projection side display apparatus, you may use as a light modulation apparatus for green light and blue light among the said light modulation apparatus for red light, green light, and blue light. That is, for a liquid crystal device to which an optical compensation member is added, the minimum necessary, that is, a light modulator for green light in which color unevenness is most noticeable, and a light modulator for blue light in which color unevenness is most noticeable next to green light As a light modulation device for red light, a conventional liquid crystal device that does not use an optical compensation member may be used.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
[Embodiment 1]
(Configuration of projection display device)
With reference to FIG. 1, the structure of a projection display device using a liquid crystal device to which the present invention is applied will be described.
[0020]
In FIG. 1, in the projection display device 1100, the liquid crystal display module composed of the transmissive liquid crystal device 1 has light valves 100R, 100G, and 100B for R (red light), G (green light), and B (blue light), respectively. It is used as a (light modulation device). In this projection type display device 1100, when projection light is emitted from a lamp unit 1102 (light source) of a white light source such as a metal halide lamp, the light is transmitted through a light guide system including a color separation system described below. 100R, 100G and 100B. In other words, in the light guide system, the projection light from the lamp unit 1102 is transmitted by the three mirrors 1106 and the two dichroic mirrors 1108 constituting the color separation system, and the light components R, G, B corresponding to the three primary colors of RGB. And are guided to the light valves 100R, 100G, and 100B corresponding to the respective colors. At this time, in particular, the B light is guided through a relay lens system 1121 including an incident lens 1122, a relay lens 1123, and an exit lens 1124 in order to prevent light loss due to a long optical path.
[0021]
The light components corresponding to the three primary colors modulated by the light valves 100R, 100G and 100B are synthesized again by the dichroic prism 1112 and then enlarged as a color image on the screen 1120 via the projection lens 1114 (projection system). Projected.
[0022]
(Configuration of liquid crystal device)
In the projection display device 1100 shown in FIG. 1, all of the liquid crystal devices 1 constituting the three light valves 100R, 100G, and 100B are configured using the panels shown in FIGS.
[0023]
2 and FIG. 3 are a plan view of the panel used in the liquid crystal device 1 as viewed from the counter substrate side, and a cross-sectional view of the panel when cut along the line HH ′ in FIG. 2. FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the panel. 2, 3, and 4, the direction of the panel is represented by a number corresponding to the time on the watch.
[0024]
2 and 3, the panel 100 used in the liquid crystal device 1 (light valves 100R, 100G, and 100B) includes an active matrix substrate 30 having pixel electrodes 8 formed in a matrix, a counter electrode 22 and a light shielding film 25. The counter substrate 20 thus formed and a liquid crystal 39 enclosed and sandwiched between the substrates 20 and 30 are schematically configured. The active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 are bonded together with a gap material-containing sealing material 52 formed along the outer peripheral edge of the counter substrate 20 via a predetermined gap. Between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20, a liquid crystal sealing region 38 is defined by a gap material-containing sealing material 52, and a liquid crystal 39 is sealed inside thereof. As the sealing material 52, an epoxy resin, various ultraviolet curable resins, or the like can be used. As the gap material, an inorganic or organic fiber or sphere of about 2 μm to about 10 μm can be used. Alignment films 46 and 47 made of polyimide resin or the like are formed on the surfaces of the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20.
[0025]
The counter substrate 20 is smaller than the active matrix substrate 30, and the peripheral portion of the active matrix substrate 30 is bonded so as to protrude from the outer peripheral edge of the counter substrate 20. Therefore, the driving circuit (scanning line driving circuit 70 and data line driving circuit 60) and the input / output terminal 45 of the active matrix substrate 30 are exposed from the counter substrate 20.
[0026]
The sealing material 52 is partially interrupted to form a liquid crystal injection port 241. Therefore, after the counter substrate 20 and the active matrix substrate 30 are bonded together, the liquid crystal 39 is sealed from the liquid crystal injection port 241, and then the liquid crystal injection port 241 is closed with the sealant 242. The counter substrate 20 is also provided with a light-blocking film 55 for parting off the display so as to parte the image display area 7 in a horizontally long rectangle inside the sealing material 52. In any corner portion of the counter substrate 20, a vertical conductive material 56 for establishing electrical continuity between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 is formed.
[0027]
In the panel 100 configured as described above, a plurality of pixels formed in a matrix that forms the image display region 7 include a pixel electrode 8 and a TFT 10 for controlling the pixel electrode 8 as shown in FIG. A data line 90 to which an image signal is supplied is electrically connected to the source of the TFT 10. Image signals S1, S2,..., Sn are sequentially supplied to the data line 90. Further, the scanning signals G1, G2,..., Gm are applied to the gate electrode of the TFT 10 via the scanning line 91 in a line sequential manner in this order. The pixel electrode 8 is electrically connected to the drain of the TFT 10, and the image signals S1, S2,..., Sn supplied from the data line 90 are written at a predetermined timing by closing the switch of the TFT 10 for a certain period. . A predetermined level of image signals S1, S2,..., Sn written to the liquid crystal via the pixel electrode 8 is held for a certain period with the counter electrode 22 formed on the counter substrate 20. Here, in order to prevent the held image signal from leaking, a storage capacitor 40 is added in parallel with the liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 8 and the counter electrode. As a method of forming the storage capacitor 40 in this manner, a capacitor line 92 that is a wiring for forming a capacitor may be provided, or a capacitor may be formed between the scanning line 91 in the previous stage.
[0028]
(Configuration of active matrix substrate)
FIG. 5 is a plan view showing a part of the pixel region of the active matrix substrate 30 used in the liquid crystal device 1, and FIG. 6 is a cross-sectional view (light-shielding) of the active matrix substrate along the line AA 'in FIG. The illustration of the film is omitted). 5 and 6 are also given numbers corresponding to the time on the watch in order to correspond to the directions shown in FIG.
[0029]
As shown in FIG. 5, in any pixel, a plurality of transparent pixel electrodes 8 are formed in a matrix, and along the vertical and horizontal boundaries of the pixel electrode 9, a data line 90, a scanning line 91, and a capacitor line 92 is formed. The data line 90 extends in the direction of 12 o'clock to 6 o'clock of the liquid crystal device 1, and the scanning line 91 and the capacitor line 92 extend in the direction of 3 o'clock to 9 o'clock of the liquid crystal device 1.
[0030]
The data line 90 is electrically connected to the source region 16 through a contact hole in a semiconductor layer such as a polysilicon film, and the pixel electrode 8 is electrically connected to the drain region 17 through a contact hole. Yes. The scanning line 91 extends so as to face the channel region 15. The storage capacitor 40 has a silicon film 40a (semiconductor film / FIG. 5) corresponding to an extended portion of the silicon film 10a (semiconductor film / shaded area in FIG. 5) for forming the pixel switching TFT 10. The lower electrode 41 is formed by conducting the hatched region), and the capacitor line 92 overlaps the lower electrode 41 as the upper electrode.
[0031]
A cross section taken along the line AA ′ of the pixel configured as described above is basically represented as shown in FIG. First, island-like silicon films 10 a and 40 a are formed on the base insulating film 301 on the surface of the active matrix substrate 30. A gate insulating film 13 is formed on the surface of the silicon film 10a, and a scanning line 91 (gate electrode) is formed on the gate insulating film 13. In the silicon film 10 a, a region facing the scanning line 91 through the gate insulating film 13 is a channel region 15. A source region 16 including a low concentration source region 161 and a high concentration source region 162 is formed on one side with respect to the channel region 15, and a drain including a low concentration drain region 171 and a high concentration drain region 172 is formed on the other side. Region 17 is formed. A first interlayer insulating film 18 and a second interlayer insulating film 19 are formed on the surface side of the pixel switching TFT 10 configured as described above, and a data line 90 formed on the surface of the first interlayer insulating film 18 The high-concentration source region 162 is electrically connected through a contact hole formed in the first interlayer insulating film 18. The pixel electrode 8 is electrically connected to the high-concentration drain region 162 through contact holes formed in the first interlayer insulating film 18 and the second interlayer insulating film 19. Further, a lower electrode 41 made of a low concentration region is formed on the silicon film 40a extending from the high concentration drain region 172, and an insulating film (formed simultaneously with the gate insulating film 13) is formed on the lower electrode 41. The capacitor lines 92 are opposed to each other through the dielectric film. In this way, the storage capacitor 40 is formed.
[0032]
Here, on the surface of the active matrix substrate 30, a step 900 caused by the data line 90 is formed between the data line 90 and the adjacent pixel, and this step 900 is along the data line 90 at 12 o'clock to 6 o'clock. It extends in the direction of Further, a step 910 is formed along the scanning line 91 on the surface of the active matrix substrate 30, and the step 910 extends along the scanning line 91 in the direction of 3 o'clock to 9 o'clock.
[0033]
(Manufacturing method of panel 1)
When manufacturing the panel 100 of the liquid crystal device 1 configured as described above, each component is formed on each of the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 by using a known semiconductor process, and then, FIG. As indicated by arrows B1 and B2 in FIG. 5, the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 are each subjected to a rubbing process as an alignment process.
[0034]
In this embodiment, with respect to the surface of the alignment film 46 formed on the active matrix substrate 30, a direction parallel to one side of the image display region 7, for example, a direction that forms 90 ° with respect to the side portion 7 b of the image display region 7. A rubbing process is performed in the direction of 12 o'clock to 6 o'clock, and the surface of the alignment film 47 formed on the counter substrate 20 is also in a direction parallel to one side of the image display region 7, for example, a side portion of the image display region 7 A rubbing process is performed in a direction (at 9 o'clock to 3 o'clock) that forms 180 ° with respect to 7b.
[0035]
Next, the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 are bonded to each other with a sealing material 52 through a predetermined gap. Next, liquid crystal 39 (TN liquid crystal / twisted nematic mode liquid crystal) is sealed between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20 from the liquid crystal injection port 241 which is a discontinuous portion of the sealing material 52, and then the liquid crystal injection port. 241 is closed with a sealant 242 (see FIG. 2).
[0036]
As a result, in the state where the liquid crystal 39 is filled between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20, the liquid crystal 39 is twisted by 90 ° in the major axis direction between the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20. That is, the liquid crystal 39 is twisted and aligned with a twist angle of 90 °.
[0037]
(Configuration of the liquid crystal device 1)
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the liquid crystal device 1 of the present embodiment.
[0038]
When the liquid crystal device 1 is configured using the panel 100 configured as described above, an incident-side polarizing plate 58 (an incident-side polarizing member) and an output are provided on the incident side and the output side of the panel 100 as illustrated in FIG. A side polarizing plate 59 (outgoing side polarizing member) is disposed. Here, the direction of the transmission polarization axis 580 of the incident-side polarizing plate 58 has an angle with respect to the rubbing process direction (direction indicated by the arrow B2) with respect to the counter substrate 20, and is directed to a direction that forms an angle of 45 °. Is preferred. In addition, since the transmission polarization axis 590 of the exit side polarization plate 59 is oriented in a direction that forms an angle of 90 ° with respect to the transmission polarization axis 580 of the incidence side polarization plate 58, the rubbing process direction on the active matrix substrate 30 ( The angle is 45 ° with respect to the direction indicated by the arrow B1.
[0039]
Further, in the liquid crystal device 1 of this embodiment, between the panel 100 and the incident side polarizing plate 58, the polarization plane of the light transmitted through the incident side polarizing plate 58 is aligned with the direction of the alignment process of the counter substrate. An incident-side retardation plate 96 is disposed as an optical compensation member that rotates the polarization plane of light by about 45 °. Further, in the liquid crystal device 1 according to the present embodiment, the output side retardation plate as an optical compensator that rotates the polarization plane of the light transmitted through the panel 100 by about 45 ° between the panel 100 and the output side polarizing plate 59. 97 is arranged.
[0040]
In the liquid crystal device 1 configured as described above, the light from the light source (indicated by the arrow L) is first directed toward the panel 100 with respect to the side portion 7 b of the image display region 7 of the panel 100 in the incident side polarizing plate 58. After being aligned with linearly polarized light inclined in the clockwise direction by 45 °, the light enters the incident-side phase difference plate 96 as light indicated by an arrow 961. Next, in the incident side phase difference plate 96, the polarization plane of the incident light is rotated by 45 °, and the side portion 7b of the image display area 7 of the panel 100 is inclined 90 ° clockwise toward the panel 100. Incident on the panel 100 as indicated by the arrow 962 (indicated by the arrow 101). Here, the incident-side retardation plate 96 aligns the polarization plane in the rubbing process direction B <b> 2 of the counter substrate 20. Of the light incident on the panel 100, the light incident on the pixel to which no voltage is applied to the liquid crystal is output from the output side phase difference after the transmission polarization axis is twisted by 90 °, as indicated by the arrow 102. The light is emitted to the plate 97. Next, the light (indicated by the arrow 971) incident on the output side retardation plate 97 is applied to the output side polarizing plate 59 as light (indicated by the arrow 972) rotated by 45 ° counterclockwise. Incident. Here, since the transmission polarization axis 590 of the exit side polarizing plate 59 is directed at an angle of 45 ° counterclockwise with respect to the side 7 portion b of the image display region 7, the transmission side polarization axis 59 is transmitted through the exit side polarizing plate 59. To go. The reason why the outgoing light is rotated 45 ° counterclockwise by the outgoing side polarizing plate 59 is to match the direction of the polarization plane of the outgoing light with the optical characteristics of the dichroic prism.
[0041]
On the other hand, among the light incident on the panel 100, the light incident on the pixel to which the voltage is applied to the liquid crystal is emitted without the transmission polarization axis being twisted by 90 °. It is absorbed and cut off and is not emitted from the liquid crystal device 1.
[0042]
Such control can be performed by whether or not an electric field applied to the liquid crystal is applied to each pixel in the panel 100. Accordingly, since the liquid crystal device 1 can control whether or not the incident light is transmitted for each pixel, it functions as a light modulation device that modulates based on given image information (image signal). Therefore, in the projection type display apparatus 1100 shown in FIG. 1, each color light incident on the three light valves 100R, 100G, and 100B is modulated in accordance with given image information and emitted from the light valves 100R, 100G, and 100B. .
[0043]
(Effect of this embodiment)
With reference to FIG. 8, the effect of the liquid crystal device 1 of the present embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating a positional relationship between a color unevenness generation region caused by the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate and a color unevenness generation region caused by the panel viewing angle characteristics in the liquid crystal device 1 to which the present invention is applied. FIG.
[0044]
In the liquid crystal device 1 of this embodiment configured as described above, in the projection display device 1100 shown in FIG. 1 and the like, as shown in FIG. 8 (illustration of the incident side polarizing plate 58 and the outgoing side polarizing plate 59 is omitted). In addition, light from a direction inclined obliquely with respect to the normal direction to the light incident surface of the liquid crystal device 1 is incident on the liquid crystal device 1 instead of perfect parallel light. Therefore, the incident-side polarizing plate 58 tends to generate color unevenness in a region away from the region M1 indicated by a one-dot chain line in FIG. 8 corresponding to the direction of the transmission polarization axis of the incident-side polarizing plate 58. Therefore, color unevenness due to the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate 58 tends to occur in the side portions 7b ′ and 7c ′ of the projected image. On the other hand, uneven color due to the viewing angle characteristics of the panel 100 tends to occur in a region where the incident angle is large. Here, since the incident angle θ1 with respect to the corner portion 7a of the image display region 7 is larger than the incident angles θ2 and θ3 with respect to the side portions 7b ′ and 7c ′ of the image display region 7, the color in the corner portion 7a ′ of the projected image. Unevenness is likely to occur. As described above, in the liquid crystal device 1 according to the present embodiment, the corner portion 7 a ′ and the side portions 7 b ′ and 7 c ′ are regions where color unevenness due to the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate 58 and the viewing angle characteristics of the panel 100 is likely to occur. Since they are shifted from each other, color unevenness is unlikely to occur in both the corner portion 7a 'and the side portions 7b' and 7c '.
[0045]
In this embodiment, in order to take measures against such color unevenness, the transmission polarization axis of the incident-side polarizing plate 58 is oriented in the direction of 45 °, and the incident-side polarizing plate 58 and the panel 100 are placed between the incident-side polarizing plate 58 and the panel 100. Only the retardation plate 91 is disposed. Therefore, the polarization plane of the light incident on the panel 100 can be easily made to correspond to the direction of the alignment process when the panel 100 is manufactured (direction of 90 ° or 180 ° with respect to the side portion 7b of the image display region 7). Can do.
[0046]
In this embodiment, when the rubbing process is performed on each of the active matrix substrate 30 and the counter substrate 20, the active matrix substrate 30 is subjected to 6 o'clock from 12 o'clock along the extending direction of the data line 90. Is rubbed in the direction of 90 ° (direction of 90 ° with respect to the side portion 7b of the pixel display region 7), and the counter substrate 20 is directed from the 9 o'clock direction to the 3 o'clock direction (side portion of the pixel display region 7). Rubbing is performed in the direction of 180 ° with respect to 7b. Therefore, when the active matrix substrate 30 is subjected to a rubbing process, even if there is a step 900 (see FIG. 6) or unevenness due to the data lines 90 on the surface of the active matrix substrate 30, such a step 900 or unevenness. This does not prevent the active matrix substrate 30 from being rubbed uniformly. Therefore, rubbing can be performed uniformly on the entire surface of the active matrix substrate 30, so that a defect that display loss due to alignment failure of the liquid crystal 39 occurs along the data lines 90 does not occur in the liquid crystal device 1.
[0047]
The rubbing on the active matrix substrate 30 is performed from the 9 o'clock direction to the 3 o'clock direction (180 ° direction with respect to the side portion 7b of the pixel display region 7) along the extending direction of the scanning lines 91. The rubbing of the counter substrate 20 may be performed from the 12 o'clock direction to the 6 o'clock direction (a direction of 90 ° with respect to the side portion 7b of the pixel display region 7). In this case, when a rubbing process is performed on the active matrix substrate 30, even if there is a step 910 (see FIG. 6) or unevenness due to the scanning line 91 on the surface of the active matrix substrate 30, such a step The 910 and the unevenness do not prevent the active matrix substrate 30 from being uniformly rubbed.
[0048]
[Embodiment 2]
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a main part of the liquid crystal device of the present embodiment. Since the liquid crystal device of this embodiment is the same as a basic conventional liquid crystal device, corresponding elements are denoted by common reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0049]
As shown in FIG. 9, also in the liquid crystal device 1 of the present embodiment, the incident side polarizing plate 58 and the outgoing side polarizing plate 59 are respectively arranged on the incident side and the outgoing side of the panel 100. Here, the direction of the transmission polarization axis 580 of the incident-side polarizing plate 58 has an angle with respect to the rubbing process direction (direction indicated by the arrow B2) with respect to the counter substrate 20, and is directed to a direction that forms an angle of 45 °. It is preferable. Further, since the transmission polarization axis 590 of the exit side polarization plate 59 is oriented in a direction that forms an angle of 45 ° with respect to the transmission polarization axis 580 of the incidence side polarization plate 58, the direction of rubbing processing on the active matrix substrate 30 ( An angle of 180 ° with the direction indicated by the arrow B1.
[0050]
Further, in the liquid crystal device 1 of this embodiment, the light is transmitted between the panel 100 and the incident-side polarizing plate 58 so that the polarization plane of the light transmitted through the incident-side polarizing plate 58 is aligned with the alignment direction of the counter substrate. An incident-side phase difference plate 96 is disposed as an optical compensation member that rotates the plane of polarization of the light by about 45 °. However, in the present embodiment, unlike the first embodiment, an optical compensator (outgoing side retardation plate) is not disposed between the panel 100 and the outgoing side polarizing plate 59.
[0051]
In the liquid crystal device 1 configured as described above, the light from the light source (indicated by the arrow L) is first directed toward the panel 100 with respect to the side portion 7 b of the image display region 7 of the panel 100 in the incident side polarizing plate 58. After being aligned with linearly polarized light inclined in the clockwise direction by 45 °, the light enters the incident-side phase difference plate 96 as light indicated by an arrow 961. Next, in the incident side phase difference plate 96, the polarization plane of the incident light is rotated by 45 °, and the side portion 7b of the image display area 7 of the panel 100 is inclined 90 ° clockwise toward the panel 100. Incident on the panel 100 as indicated by the arrow 962 (indicated by the arrow 101). Here, the incident-side phase difference plate 96 aligns the polarization plane in the rubbing process direction B2 of the counter substrate. Of the light incident on the panel 100, the light incident on the pixels to which no voltage is applied to the liquid crystal is twisted by 90 ° through the transmission polarization axis, as indicated by the arrow 102, and then the output side polarizing plate. 92. Here, the transmission polarization axis 590 of the exit side polarizing plate 59 is oriented in a direction that forms an angle of 90 ° with respect to the side 7 portion b of the image display region 7. Go.
[0052]
On the other hand, among the light incident on the panel 100, the light incident on the pixel to which the voltage is applied to the liquid crystal is emitted without the transmission polarization axis being twisted by 90 °. It is absorbed and cut off and is not emitted from the liquid crystal device 1.
[0053]
Even when the thus configured liquid crystal device 1 is used in the projection display device shown in FIG. 1, as described with reference to FIG. 8 in the first embodiment, it is caused by the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate 58. The color unevenness that occurs corresponds to the direction away from the region M1 indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 8, that is, the side portions 7b 'and 7c' of the projected image corresponding to the direction of the transmission polarization axis of the incident side polarizing plate 58. There is a tendency. On the other hand, the color unevenness caused by the viewing angle characteristics of the panel 100 tends to occur in the side portions 7b ′ and 7c ′ having a large incident angle, and the color unevenness caused by the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate 58. The prone area is shifted. Therefore, even in this embodiment, color unevenness hardly occurs in both the corner portion 7a 'and the side portions 7b' and 7c '. In this embodiment, in order to take measures against such color unevenness, the transmission polarization axis of the incident-side polarizing plate 58 is oriented in the direction of 45 °, and the incident-side polarizing plate 58 and the panel 100 are placed between the incident-side polarizing plate 58 and the panel 100. Only the optical compensation member 91 is disposed. Therefore, the polarization plane of the light incident on the panel 100 can be easily made to correspond to the direction of the alignment process when the panel 100 is manufactured (direction of 90 ° or 180 ° with respect to the side portion 7b of the image display region 7). The same effects as in the first embodiment can be obtained.
[0054]
Further, in the present embodiment, unlike the first embodiment, only the incident side phase difference plate 96 is arranged, and no phase difference plate is arranged on the emission side. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to minimize a reduction in contrast due to the retardation plate, so that display with high contrast can be performed.
[0055]
[Other embodiments]
In the above embodiment, in the projection display device 1100 having a configuration in which the light from the light source is separated into three colors and respectively incident on the corresponding three light valves (liquid crystal device 1 / light modulation device), red light and green light are used. The liquid crystal device 1 with a retardation plate to which the present invention is applied was used for both light bulbs for blue and blue light. However, for the purpose of reducing the number of used retardation plates, among the three light valves for red light, green light, and blue light, a phase difference in which the present invention is applied only to a light valve in which color unevenness is conspicuous. A liquid crystal device 1 with a plate may be used, and a conventional liquid crystal device without a retardation plate may be used for other light valves for light.
[0056]
For example, with respect to green, the visual characteristics are high and the visual characteristics are likely to be lowered due to the temperature rise due to light, and for blue, the visual characteristics are likely to be lowered due to the temperature rise due to light. A liquid crystal device 1 with a retardation plate to which the present invention is applied may be used for one or both of them, and a conventional liquid crystal device without a retardation plate may be used for the other light valves.
[0057]
Furthermore, the liquid crystal device 1 to which the present invention is applied is not limited to a projection type display device that separates light from a light source into three colors and each enters the corresponding three light valves (liquid crystal devices). The liquid crystal device formed with a light valve may be used for a projection display device that performs color display with a single light valve.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, in the liquid crystal device and the projection display device according to the present invention, the color unevenness is likely to occur due to the viewing angle characteristics of the incident side polarizing member, and the color unevenness due to the viewing angle characteristics of the panel. Since it is shifted from the easy region, it is possible to suppress the occurrence of uneven color at the corner of the projected image. In order to suppress the occurrence of color unevenness, an optical compensation member is disposed between the incident side polarizing member and the panel even if the transmission polarization axis of the incident side polarizing member is tilted. The polarization plane can be directed in a predetermined direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of an optical system of a projection display device.
FIG. 2 is a plan view of a panel of a liquid crystal device used as a light valve (light modulation device) in the projection display device shown in FIG. 1 as viewed from the counter substrate.
3 is a cross-sectional view of the panel taken along the line HH ′ of FIG. 2. FIG.
4 is a block diagram showing a configuration of an active matrix substrate used in the liquid crystal device shown in FIG.
5 is a plan view showing a part of a pixel region of an active matrix substrate used in the liquid crystal device shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of the active matrix substrate taken along line AA ′ of FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the liquid crystal device according to Embodiment 1 of the invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a color unevenness generation region caused by the viewing angle characteristics of the incident-side polarizing plate and a color unevenness generation region caused by the panel viewing angle characteristics in the liquid crystal device to which the present invention is applied. It is.
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a configuration of a liquid crystal device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional liquid crystal device.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a color unevenness generation region caused by the viewing angle characteristic of the incident-side polarizing plate and a color unevenness occurrence region caused by the viewing angle characteristic of the panel in the conventional liquid crystal device.
[Explanation of symbols]
1 Liquid crystal device
7 Image display area
8 pixel electrode
10 TFT for pixel switching
20 Counter substrate
22 Counter electrode
30 Active matrix substrate
39 liquid crystal
40 Liquid crystal sealing area
52 Sealing material
55 Light-shielding film for display parting
56 Vertical conduction material
58 Incident-side polarizing plate (incident-side polarizing member)
59 Output-side polarizing plate (Output-side polarizing member)
60 Data line drive circuit
70 Scanning line drive circuit
90 data lines
91 scan lines
96 Incident-side retardation plate (incident-side optical compensation member)
97 Output side retardation plate (Output side optical compensation member)
100 panels
100R, 100G, 100B Light valve
1100 Projection display
1102 Lamp unit (light source)
1106 mirror
1108 Dichroic mirror
1112 Dichroic Prism
1114 Projection lens (projection system)
1120 screen
1121 Relay lens system
1122 Incident lens
1123 Relay lens
1124 Outgoing lens

Claims

A light source;
A light modulation device using a liquid crystal device having a panel having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates and an incident-side polarizing member disposed on the light incident side of the panel;
A light guide system for guiding light from the light source to the light modulator;
A projection system that projects light modulated by the light modulation device, and
In the projection display device in which light from a direction inclined obliquely with respect to the normal direction to the light incident surface of the liquid crystal device is incident on the liquid crystal device,
The incidence side is configured such that the uneven color generation region of the light emitted from the panel due to the incident side polarization member and the uneven color generation region of the light emitted from the panel due to the panel are shifted. The transmission polarization axis of the polarizing member is installed,
A projection display device comprising: an optical compensation member for aligning a polarization plane of light passing through the incident side polarizing member and an orientation processing direction on the incident side of the panel.

A light source;
A light modulation device for each color light using a liquid crystal device having a panel having a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates and an incident-side polarizing member disposed on the light incident side of the panel;
A light guide system that separates light emitted from the light source into red light, green light, and blue light by a color separation system, and guides each color light that has undergone color separation to the light modulation device;
A color synthesizing system for synthesizing light of each color light-modulated by the light modulation device;
A projection system for projecting light synthesized by the color synthesis system,
In the projection display device in which light from a direction inclined obliquely with respect to the normal direction to the light incident surface of the liquid crystal device is incident on the liquid crystal device,
At least one of the light modulators for each color light is
The incidence side is configured such that the uneven color generation region of the light emitted from the panel due to the incident side polarization member and the uneven color generation region of the light emitted from the panel due to the panel are shifted. The transmission polarization axis of the polarizing member is installed,
A projection display device comprising: an optical compensation member for aligning a polarization plane of light passing through the incident side polarizing member and an orientation processing direction on the incident side of the panel.