電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器
【課題】液晶装置等の電気光学装置において、容易且つ適切に位相差を補償可能とする。
【解決手段】電気光学装置は、一対の第１基板（２０）及び第２基板（１０）間に液晶層（５０）が挟持されてなる液晶パネル（１００）と、記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板（４１０）と、液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板（４２０）と、第１偏光板及び第２偏光板間に配置されており、光軸が液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板（３１０）とを備える。所定角度は、第２偏光板の偏光軸が所定角度ずれない場合と比較して、補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【解決手段】電気光学装置は、一対の第１基板（２０）及び第２基板（１０）間に液晶層（５０）が挟持されてなる液晶パネル（１００）と、記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板（４１０）と、液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板（４２０）と、第１偏光板及び第２偏光板間に配置されており、光軸が液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板（３１０）とを備える。所定角度は、第２偏光板の偏光軸が所定角度ずれない場合と比較して、補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置として、例えば液晶パネルに光を照射することで画像を表示するものがある。照射される光は、例えば偏光板等によって位相が揃えられた上で液晶パネルに入射されるが、液晶パネルやマイクロレンズアレイ等の光学素子等において位相がずれてしまい、コントラストの低下や視野角の狭小化を招くことがある。このため、入射される光の位相のずれを補償するために、光学位相差補償素子を使用するという技術が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、無機材料からなる光学補償プレートによって、光の位相差を補償するという技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６４９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本願発明者が研究したところによれば、光に発生する位相差は、光の波長や偏光板の偏光度によって変化する。このため、位相差を適切に補償するには、光の波長や偏光板の偏光度に応じた補償をする方がよい。
【０００６】
ここで上述した技術のように、光学補償プレートを用いて位相差を適切に補償しようとする場合には、光学補償プレートの厚さや光軸の傾き等を、光の波長や偏光板の偏光度に応じて、その都度変更せねばならなくなるおそれがある。即ち、上述した技術では、様々な条件下において適切な補償を実現しようとすると、製造期間やコスト等の大幅な増加を招いてしまうという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、容易且つ適切に位相差を補償することが可能な電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板と、前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に配置されており、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板とを備え、前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【０００９】
本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時に、例えば投射光やバックライト等の光源光が液晶パネルに入射されることにより、例えば投影画像や直視画像として画像が表示される。液晶パネルは、一対の第１及び第２基板が液晶層を挟持することで構成されており、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって駆動される。
【００１０】
本発明では、液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側に第１偏光板及び第２偏光板が配置されている。即ち、液晶パネルに入射される光源光は、先ず入射側に配置された偏光板によって、光の振動方向が特定方向に揃えられるのに加えて、光の位相が揃えられ、液晶パネルに入射される。そして、液晶パネルを通過した光源光は、出射側の偏光板に入射され、出射側の偏光板を通過した光源光によって画像が表示される。
【００１１】
また、第１偏光板及び第２偏光板間には、少なくとも一つの光学補償板が配置されている。光学補償板の液晶パネルに対する位置は、光源光の入射側で出射側でもよく、液晶層の液晶がＴＮ（Twisted Nematic）液晶の場合は、入射側と出射側の両方に配置することで、より高い補償効果を得ることも可能である。尚、光学補償板の有する屈折率異方性の極性は、正でもよいし負でもよい。
【００１２】
光学補償板は、光軸が液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜されている。尚、「液晶層の液晶分子で生じる位相差」とは、典型的には、ＴＮ液晶やＶＡ（Vertical Alignment）液晶にて、配向膜により付与されたプレチルトに起因して、配向膜との界面付近の液晶分子で生じる位相差を意味する。但し、配向膜との界面から若干離れた液晶分子で生じる位相差や、液晶分子等における複屈折など、他の要因で生じる位相差を含んでもよい。このような位相差を補償することで、コントラストの低下や視野角の狭小化を防止できる。即ち、表示される画像の画質を向上させることができる。
【００１３】
ここで、光学補償板の光軸を、位相差を最小にできる理想的な或いは理論上の角度とするためには、光学補償板の取付角度を微調整すればよい。しかしながら、そのような取付作業は、実践上、容易でない。特に、本願発明者が研究したところによれば、光源光に発生する位相差は、液晶パネルが何色用であるか（即ち、光源光の波長）によって、更には偏光板の種類（即ち、偏光板の偏光度）によって変化する。このため、光学補償板の取付作業は、個別的な微調整が伴い、大量生産或いはオートメーション化に相容れない。
【００１４】
これに対し本発明では特に、第２偏光板の偏光軸の角度が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように、第１及び第２偏光板を配置している。尚、「液晶層における液晶分子の角度に対応する角度」とは、液晶層における液晶分子の傾斜角度に応じて変化する角度であり、位相差が発生していない場合に、最も或いは比較的高いコントラストでの表示が可能となるような角度を意味している。典型的には、液晶パネルにおける配向膜のラビング方向に合わせることで設定されており、例えば一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、偏光軸がラビング方向に対して９０°となるように配置される。またＶＡ液晶であれば、偏光軸がラビング方向に対して４５°となるように配置される。 所定角度は、第２偏光板の偏光軸が所定角度ずれない場合と比較して、補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。言い換えれば、第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことで、補償後の位相差が小さくされている。位相差についてのみ考慮すれば、補償後の位相差が極小又は最小にされるのが理想的であり好ましい。所定角度は、例えば、実際に第２偏光板の偏光軸の角度を調整しつつ、画像を表示させることで設定される。尚、液晶分子に対応する角度とのずれが大きすぎると、照度が低下してしまうおそれがある。このため、補償後の位相差を極小又は最小若しくはその付近まで小さくできないとしても、所定角度は３°以下であることが望ましい。
【００１５】
第２偏光板の偏光軸の角度調整は、例えば光学補償板を形成した後や、取り付けた後であっても可能である。よって、光学補償板の形成工程及び取付工程にかかる期間やコスト等を増加させることなく、より適切に位相差を補償可能とすることができる。
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことによって、製造期間やコスト等を増加させることなく、画質を向上させることが可能である。
【００１７】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１偏光板は、偏光軸が前記第２偏光板の偏光軸に対応する角度となるように配置されている。
【００１８】
この態様によれば、第１偏光板の配置角度が、第２偏光板の偏光軸に対応する角度とされている。即ち、所定角度ずらされた第２偏光板の偏光軸に対応する角度で配置されている。尚、「第２偏光板の偏光軸に対応する角度」とは、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、液晶パネルにおける位相の変化を加味した角度を意味する。例えば、一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、９０°ずらした角度が対応する角度となる。また、ＶＡ液晶であっても同様に、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、９０°ずらした角度が対応する角度となる。
【００１９】
上述したように、第１偏光板の配置角度を第２偏光板の偏光軸に対応する角度とすることで、第２偏光板の偏光軸が液晶分子に対応する角度から所定角度ずれている場合であっても、第１及び第２偏光板の相対的な角度を適切なものとすることができる。よって、例えばクロスニコル配置等を前提に機能する一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
【００２０】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１偏光板は、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。
【００２１】
この態様によれば、第２偏光板に加え、第１偏光板も、偏光軸が液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。尚、第１偏光板及び第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらして配置する際の回転方向（即ち、偏光軸をずらす方向）は互いに同じ向きであるとする。
【００２２】
上述したように、第１偏光板の配置角度をずらして配置することで、第２偏光板の偏光軸が液晶分子に対応する角度から所定角度ずれている場合であっても、第１及び第２偏光板の相対的な角度を適切なものとすることができる。よって、例えばクロスニコル配置等を前提に機能する一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
【００２３】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記所定角度は、前記光源光の波長別に設定されている。
【００２４】
この態様によれば、第２偏光板の偏光軸が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から、光源光の波長別に設定された所定角度だけずらされる。尚、上述した第１偏光板の偏光軸もずらす態様では、第１偏光板も同様に、光源光の波長別に設定された所定角度だけずらされる。所定角度は、例えば光源光の波長から数式等を用いて算出されてもよいし、実際に異なる波長の光源光を用いて画像の表示を行い、調整角度及び画質間の関係を波長別に実験的に求めることによって設定されてもよい。
【００２５】
上述したように、液晶パネル等において光源光に発生する位相差は、光源光の波長によって変化する。よって、波長別に所定角度を設定することにより、より容易且つ適切に偏光板の偏光軸をずらすことが可能である。従って、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００２６】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記所定角度は、前記第１及び第２偏光板の偏光度別に設定されている。
【００２７】
この態様によれば、第２偏光板の偏光軸が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から、第１及び第２偏光板の偏光度別に設定された所定角度だけずらされる。尚、上述した第１偏光板の偏光軸もずらす態様では、第１偏光板も同様に、第１及び第２偏光板の偏光度別に設定された所定角度だけずらされる。所定角度は、例えば第１及び第２偏光板の偏光度から数式等を用いて算出されてもよいし、実際に異なる偏光度の偏光板を用いて画像の表示を行い、調整角度及び画質間の関係を偏光度別に実験的に求めることによって設定されてもよい。
【００２８】
上述したように、液晶パネル等において光源光に発生する位相差は、偏光板の偏光度によって変化する。よって、偏光度別に所定角度を設定することにより、より容易且つ適切に偏光板の偏光軸をずらすことが可能である。従って、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００２９】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板は、前記液晶パネルに対して固定されている。
【００３０】
この態様によれば、光学補償板が液晶パネルに固定されているため、光学補償板の角度調整が行えない。即ち、光学補償板の光軸の傾斜角度を微調整して、光源光の位相差を小さくすることができない。また、光学補償板が液晶パネルに固定される前に調整するとなれば、製造工程の比較的早い段階で行わなければならないため、適切な角度に調整することが困難である。
【００３１】
ここで本態様では特に、上述したように、偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことによって、光源光の位相差を小さくすることができる。よって、光学補償板が液晶パネルに固定されている場合であっても、好適に画質を向上させることが可能である。
【００３２】
上述した光学補償板が液晶パネルに対して固定されている態様では、前記光学補償板は、防塵ガラスとしても機能し、前記液晶パネルの外表面に貼り合わせられているように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すれば、光学補償板は液晶パネルの外表面に貼り合わせられることで固定されており、液晶パネルの防塵ガラスとして機能する。よって、液晶パネルの外表面に埃や塵等が付着することによって、画質が低下してしまうことを防止することが可能である。
【００３４】
更に、上述したように光学補償板を液晶パネルの外表面に貼り合わせていることで、光学補償板を放熱性の高い材料から形成すれば、放熱板として機能させることも可能である。光学補償板によって、液晶パネルの熱を放熱可能であれば、液晶パネルの故障や誤動作等を防止することもできる。このように「防塵ガラス」は、防塵機能に加えて、耐熱又は放熱機能を有していてもよく、更にデフォーカス機能を有していてもよい。その意味では、耐熱ガラス又は放熱ガラス、或いはデフォーカスガラスなどと呼ぶこともできる。
【００３５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１及び第２偏光板の少なくとも一方は、回動機構を有している。
【００３６】
この態様によれば、第１及び第２偏光板の少なくとも一方が回動機構を有しているため、夫々の偏光板を回転させることで、偏光軸の角度調整を行うことができる。尚、回動機構による回転運動は、回転軸が固定されている単純な回転運動でもよいが、回転軸が移動しながらの或いは回転運動と平行移動とが組み合わされた、より複雑な運動であってもよい。また、このような回動機構は、好ましくは、所望の回転角度で固定可能に構成される。即ち、好ましくは、固定機構を含む。しかし、回動機構とは別に角度を固定する固定機構を設けることも可能である。
【００３７】
回動機構を用いて偏光板を回転させれば、回動機構を用いない場合と比較して、より容易に角度調整が行える。また、回動機構を高い精度で調整が行えるようなものとすれば、偏光軸の角度をより適切なものとすることができる。よって、光源光に発生する位相差はより小さくされる。
【００３８】
以上説明したように、本態様に係る電気光学装置によれば、偏光板が回動機構を有しているため、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００３９】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備する。
【００４０】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、液晶パネル等において発生する位相差がより適切に補償される。従って、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【００４１】
また本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を複数備える場合において、更に有益な効果を発揮する。例えば、電子機器がＲＧＢの三原色の光を合成してフルカラー画像を表示する場合には、複数の電気光学装置における光源光の波長が夫々異なる。このため、光学補償板によって適切な補償をしようとすると、波長毎に異なる光学補償板を形成する、或いは取付角度を微調整することとなり、製造期間やコスト等が増大してしまう。
【００４２】
これに対し本発明の電子機器は、第２偏光板の偏光軸の角度を適切な角度に調整することで、複数の電気光学装置において発生する位相差を、より適切に補償することが可能となる。従って、より容易且つ適切に画質を向上させることが可能である。
【００４３】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルを配置する液晶パネル配置工程と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に第１偏光板を配置する第１偏光板配置工程と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように第２偏光板を配置する第２偏光板配置工程と、前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜させて、少なくとも一つの光学補償板を取り付ける光学補償板取付工程とを備え、前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【００４４】
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、第２偏光板配置工程において、第２偏光板が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置される。よって上述した本発明の電気光学装置の場合と同様に、製造期間やコスト等を増加させることなく、画質を向上させることが可能である。
【００４５】
尚、本発明の電気光学装置の製造方法においても、上述した本発明の電気光学装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００４８】
＜液晶パネル＞
先ず、本実施形態に係る電気光学装置に用いられる液晶パネルについて図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、以下では、本実施形態に係る液晶パネルの一例として駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを例にとる。
【００４９】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶パネル１００では、本発明の「第２基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０と、本発明の「第１基板」一例である対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０も、ＴＦＴアレイ基板１０と同様に、透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００５０】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
【００５１】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００５２】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００５３】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００５４】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。画素電極９ａは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板２０上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成された後に、その全面に亘って対向電極２１が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
【００５５】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５６】
＜電気光学装置＞
次に、上述した液晶パネル１００を有する電気光学装置について、図３から図１２を参照して説明する。尚、以降の図においては、図１及び図２で示した、液晶パネル１００の詳細な部材については適宜省略し、直接関連のある部材のみを示す。
【００５７】
＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る電気光学装置の構成について、図３から図６を参照して説明する。ここに図３は、第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図４及び図５は夫々、第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図である。また図６は、偏光板における偏光軸の角度を示す斜視図である。尚、以下では、液晶層５０の液晶がＴＮ方式の液晶である場合を例にとり説明する。
【００５８】
図３において、本実施形態に係る電気光学装置は、上述した液晶パネル１００と、第１光学補償板３１０と、第１偏光板４１０と、第２偏光板４２０とを備えて構成されている。
【００５９】
液晶パネル１００は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０によって液晶層５０が挟持されてなり、外部回路接続端子１０２（図１参照）には、フレキシブル基板２００が電気的に接続されている。フレキシブル基板２００における液晶パネル１００と接続されない端部は、例えば図示しない回路基板等に電気的に接続される。
【００６０】
第１偏光板４１０は、液晶パネル１００に対する光源光の入射側に配置されており、第２偏光板４２０は、液晶パネル１００に対する光源光の出射側に配置されている。第２偏光板４２０と液晶パネル１００との間には、第１光学補償板３１０が配置されている。第１光学補償板３１０は、例えば屈折率異方性を有する結晶を含んで構成されており、光軸が液晶層５０の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜されている。より具体的には、例えば配向膜により付与されたプレチルトに起因して傾いている、配向膜との界面付近の液晶分子の傾きに対応するように傾斜している。
【００６１】
図４に示すように、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００と第１偏光板４１０との間に配置されてもよい。即ち、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００における光源光の入射側に配置されてもよいし、出射側に配置されてもよい。また図５に示すように、第１光学補償板３１０に対して液晶パネル１００を介して対向するように、第２光学補償板３２０を配置してもよい。即ち、光学補償板は複数配置されてもよい。図５に示す配置は、本実施形態のように、液晶層５０の液晶がＴＮ液晶の場合において、特に高い補償効果を発揮する。
【００６２】
図６において、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０は夫々、偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。例えば、図に示すように、液晶パネル１００における入射側（即ち、対向基板２０側）の配向膜のラビング方向が矢印Ｐ３で示す角度（即ち、図中のＸ方向）である場合、第１偏光板４１０における液晶分子に対応する角度は、矢印Ｐ３で示す角度に対して９０°をなす角度（即ち、図中のＹ方向）となる。これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では、第１偏光板４１０の偏光軸の角度が、Ｙ方向から所定角度θずれた矢印Ｐ１の示す角度とされている。また、液晶パネル１００が一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、出射側（即ち、ＴＦＴアレイ基板１０側）の配向膜のラビング方向は矢印Ｐ４で示す角度（即ち、図中のＹ方向）となる。この場合、第２偏光板４２０における液晶分子に対応する角度は、矢印Ｐ４で示す角度に対して９０°をなす角度（即ち、図中のＸ方向）となる。これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では、第２偏光板４２０の偏光軸の角度が、Ｘ方向から所定角度θずれた矢印Ｐ２の示す角度とされている。尚、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸は、共に液晶分子の角度に対応する角度から所定角度θずれているため、クロスニコル配置となる。
【００６３】
続いて、上述した偏光板の偏光軸の角度について、図７から図９を参照して詳細に説明する。ここに図７は、光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を光源光の色別に示すグラフであり、図８は、光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を偏光板の種類別に示すグラフである。また図９は、第２偏光板の偏光軸の角度及びコントラストとの関係、並びに第２偏光板の偏光軸の角度及び光学補償板の調整角度の関係を併せて示すグラフである。尚、図９に示すグラフは、光源光が緑色光であり、水晶を厚さ１０ｎｍ、光軸の角度が２５°となるように形成した第１光学補償板３１０を用いて測定した結果を示すグラフである。
【００６４】
図７において、本願発明者の研究したところによれば、第１光学補償板３１０の調整角度と、表示される画像のコントラストとの関係は、光源光の色（即ち、波長）によって異なる。このため、光源光の波長によって調整角度を変更しない場合には、コントラストは適切に向上されないおそれがある。特に図７では、最適なコントラストを得るための調整角度が、輝度の高い緑色光と、他の赤色光及び青色光とで大きく異なっている。よって、例えば上述した赤色光、緑色光及び青色光の３色の光によってフルカラー画像を表示する場合に、赤色光及び青色光に合わせて光軸の角度が調整された第１光学補償板３１０を用いると、コントラストの低下が目立ってしまうと考えられる。また、緑色光に合わせて角度を調整した場合であっても、赤色光及び青色光の２色に影響を及ぼしてしまうため、コントラストの低下は目立ってしまうと考えられる。このため、３色の光を合成すると、色彩が不正確になる（例えば、投影されたカラー画像が、赤みがかったり、青みがかったりしてしまう）。
【００６５】
図８において、本願発明者の研究したところによれば、第１光学補償板３１０の調整角度と、表示される画像のコントラストとの関係は、偏光板の種類（即ち、偏光度）によっても異なる。例えば、図に示すように、偏光度の異なる偏光板Ａ及び偏光板Ｂの２種類を用いて画像の表示を行う際には、最適なコントラストを得るための調整角度が、偏光板の種類によって大きく異なる。このため、使用する偏光板の種類によって調整角度を変更しない場合には、コントラストは適切に向上されないおそれがある。
【００６６】
以上の結果、第１光学補償板３１０を配置する際には、光源光の波長及び偏光板の偏光度別に角度調整をしなければ、コントラストは適切に向上されないおそれがある。しかしながら、このような個別的な微調整を伴う取付作業は、実践上容易でなく、大量生産或いはオートメーション化に相容れない。
【００６７】
これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では特に、上述したように、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置することで、第１光学補償板３１０による補償効果がより高いものとなるように調整している。
【００６８】
図９において、本願発明者の研究したところによれば、棒グラフで示すコントラストを、第１光学補償板３１０がない場合と比較して高い値に保とうとした場合、第２偏光板４２０の偏光軸の角度と第１光学補償板３１０の調整角度との間には、折れ線グラフで示すようなリニアな関係が成り立つことが判明している。即ち、第１光学補償板３１０の調整角度が多少適切な角度からずれている場合であっても、第２偏光板４２０の偏光軸をずらすことによって、コントラストを向上させることが可能となる。但し、第２偏光板４２０の偏光軸を大きくずらしてしまうと、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度とのずれが大きくなるため、照度が低下してしまう。よって、第２偏光板４２０をずらす角度は、３°以内であることが望ましい。言い換えれば、３°以内で第２偏光板４２０をずらすことで、補償後の位相差をなるべく小さくする。仮に、補償後の位相差を極小又は最小若しくはその付近まで小さくできないとしても、所定角度は３°より大きくすることは避けるのが好ましい。
【００６９】
以上のように、第２偏光板４２０の偏光軸の角度を所定角度ずらすことによって、第１光学補償板３１０による補償効果を高め、コントラストを向上させることが可能である。また、第１偏光板４１０の偏光軸も所定角度ずらされているため、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の相対的な角度はずれない。このため、偏光軸をずらすことによって、一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。尚、第２偏光板４２０の偏光軸をずらす所定角度の具体的な値は、例えば実際に画像を表示させつつ、第２偏光板４２０の角度を微調整することで、予め設定しておくことが可能である。具体的には、３°以内という条件下で、補償後の位相差がなるべく小さくなる際における、第２偏光板４２０をずらした角度として、ここでの所定角度は求められる。
【００７０】
続いて、第１実施形態に係る電気光学装置の動作について、図３を参照して説明する。尚、以下では、光源光の経路に従って上述した各部の動作を説明する。
【００７１】
図３において、光源光は、先ず第１偏光板４１０に入射される。第１偏光板４１０は、所定の方向に振動する光のみが通過できるように構成されている。よって、第１偏光板４１０に入射した光源光は直線偏光となる。
【００７２】
第１偏光板４１０を通過した光源光は、液晶パネル１００に入射する。即ち、対向基板２０を通して、液晶層５０に入射する。ここで、液晶層５０には電圧が印加されており、液晶層５０に含まれる液晶分子は印加された電圧によって傾きが変化している。しかしながら、例えば対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０との界面付近には、電圧をかけても完全に立ち上がらない液晶分子や、中間調表示の際に立ち上がりきらない液晶分子が存在する。よって、液晶層５０に入射した光源光は、その界面付近において、位相がずれてしまうこととなる。
【００７３】
液晶パネル１００を通過した光は、第１光学補償板３１０に入射される。ここで、仮に第１光学補償板３１０の調整角度が適切な角度に調整されていないとすると、適切な補償が行われず、コントラストは低下してしまう。しかしながら、本実施形態に係る電気光学装置では、第１光学補償板３１０を通過した光源光が入射する第２偏光板４２０の偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から、所定角度ずれた角度とされている。よって、第２偏光板４２０において、通過させる光が通過されない、或いは通過させない光が通過してしまうことを防止することができる。従って、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。
【００７４】
以上説明したように、第１実施形態に係る電気光学装置によれば、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸の角度を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずらすことによって、光源光の波長及び偏光板の偏光度が、第１光学補償板３１０の補償効果に与える影響を調整することが可能である。このため、異なる波長の光源光を用いる場合や、異なる偏光度の偏光板を用いる場合であっても、第１光学補償板３１０の光軸の角度を調整せずに済む。従って、容易且つ適切に高品質な画像を表示させることが可能である。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る電気光学装置について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。第２実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第１光学補償板の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１光学補償板の構成について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図１０では、第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。
【００７６】
図１０において、第２実施形態に係る電気光学装置では、第１光学補償板３１０が、液晶パネル１００の外表面に取り付けられており、防塵ガラスとして機能する。尚、図において、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００における光源光の出射側であるＴＦＴアレイ基板１０の表面に取り付けられているが、入射側の対向基板２０の表面に取り付けるようにしてもよい。また、入射側及び出射側の両方に取り付けるようにしてもよい。第１光学補償板３１０が防塵ガラスとして機能することで、液晶パネル１００に塵や埃等が付着して画質が低下してしまうことを防止することができる。
【００７７】
また、第１光学補償板３１０は液晶パネル１００と一体的に形成されるため、装置における省スペース化を実現することが可能である。特に、液晶パネル１００における光源光の出射側のスペースが大きくなると、例えば入射される光の光路長や画像を投射する投射レンズのバックフォーカスが長くなってしまうおそれがある。また、合成プリズム等を用いて光を合成して投射する場合には、合成プリズムの大型化を招いてしまうおそれがある。よって、図に示すように、液晶パネル１００における光源光の出射側に配置された第１光学補償板３１０を、液晶パネル１００の外表面に形成することで、装置の小型化やコストの低減を実現することが可能である。
【００７８】
更に、第１光学補償板３１０を水晶等のような放熱性の比較的高い材料から形成すれば、液晶パネル１００の放熱板として機能させることも可能となる。第１光学補償板３１０によって、液晶パネル１００において発生する熱を効率的に放出することができれば、液晶パネルの故障や誤動作を、効果的に防止することが可能である。
【００７９】
以上説明したように、第２実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第１実施形態における効果に加えて、実践上有益である様々な効果を得ることが可能である。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る電気光学装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここに図１１は、第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図１２は、回動機構の構成を示す斜視図である。第３実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第１及び第２偏光板が回動機構を備えている点で構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、回動機構について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図１１では、第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。
【００８１】
図１１において、第３実施形態に係る電気光学装置では、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０に回動機構６００が設けられている。
【００８２】
回動機構６００は、シャフト６１０と、ベアリング６１１と、固定ネジ６１２とを備えて構成されている。ベアリング６１１は電気光学装置の一部、或いは電気光学装置を有する機器等の一部に対して固定されている。即ち、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０は、シャフト６１０によって、ベアリング６１１を介して固定されている。以下では、第２偏光板４２０における回動機構を例にとり、回動機構６００のより具体的な構成および動作について説明する。
【００８３】
図１２において、第２偏光板４２０の上部には、９０°に折れ曲がったシャフト６１０が取り付けられている。シャフト６１０は、固定されたベアリング６１１を通して、図の矢印Ｐ１の方向に自由に回転できるように保持されている。シャフト６１０が回転することで、第２偏光板４２０は、図の矢印Ｐ２の方向に回転される。ベアリング６１１には、固定ネジ６１２が備えられている。この固定ネジ６１２を締めることで、シャフト６１０は回転しないように固定される。よって、第２偏光板４２０を所望の角度に調整し、固定することができる。尚、上述したような構造は、回動機構の一例に過ぎず、装置の構造等に合わせて適宜変更可能である。また、回動機構６００による第２偏光板４２０の角度の調整は、手動により行ってもよいし、又は、専用治具或いは電動工具等を用いて半自動若しくは全自動で行ってもよい。
【００８４】
上述した回動機構６００が設けられていることにより、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずらす際に、角度調整をより好適に行うことが可能となる。従って、液晶パネル１００等において発生する位相差はより適切に補償されることとなる。従って、第３実施形態に係る電気光学装置によれば、より高品質な画像を表示させることが可能である。
【００８５】
＜電気光学装置の製造方法＞
次に、上述した電気光学装置の製造方法について、図１３を参照して説明する。ここに図１３は、電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。尚、以下では、説明の便宜上、製造工程における主な工程のみを説明するものとし、その他の細かな工程は適宜省略して説明する。
【００８６】
図１３において、電気光学装置を製造する際には、先ず液晶パネル１００を配置する（ステップＳ１）。即ち、光源光が入射されるような位置に液晶パネルを配置する。
【００８７】
次に、第２偏光板４２０を液晶パネル１００における光源光の出射側に配置する（ステップＳ２）。ここで、第２偏光板４２０を、偏光軸が液晶層５０における液晶分子に対応する角度から所定角度ずれるように角度調整する（ステップＳ３）。この際、所定角度については、当該製造に先立って、前述の如く実験などにより求められており、メモリや記録簿に記録されており、角度調整の際には、この記録された値が参照される。
【００８８】
次に、第１偏光板４１０を液晶パネル１００における光源光の入射側に配置する（ステップＳ４）。ここで、第１偏光板４１０も、第２偏光板と同様に偏光軸が調整される（ステップＳ５）。尚、第１偏光板４１０における偏光軸の調整は、例えば第２偏光板の角度を見ながら、対応した角度となるように行われてもよいし、第２偏光板との対応をとらずとも、所定角度ずらすことでも同様に調整可能である。
【００８９】
最後に、第１偏光板４１０及び液晶パネル１００間、又は第２偏光板４２０及び液晶パネル１００間に、第１光学補償板３１０を配置する（ステップＳ６）。通常、第１光学補償板３１０によって適切な補償をするためには、第１光学補償板３１０の光軸の角度を、光源光の波長や第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光度等に応じた角度とした方がよい。しかしながら、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、上述したステップＳ３及びステップＳ５において、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸が角度調整されている。よって、光学補償板３１０は、液晶パネル等において発生する位相差を適切に補償することが可能となる。
【００９０】
尚、上述したステップＳ１からステップＳ５の各工程は、互いに順番を入れ替えることも可能である。即ち、結果的に、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されるのであれば、どのような順番で各部材が配置されてもよい。但し、コントラストを改善するための、第２偏光板４２０における角度調整を適切に行うためには、上述したように、第１偏光板４１０より第２偏光板４２０を先に配置する方が望ましい。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、より高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。このような製造方法は特に、以下に詳述するような、波長の異なる光源光を用いる電気光学装置を複数備えた電子機器を製造する場合に顕著に効果を発揮する。即ち、波長別に第１光学補償板３１０の角度の微調整等を行わずにすむため、効果的に製造期間や製造コストを低減することが可能である。
【００９２】
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【００９３】
図１４に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。
【００９４】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００９５】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００９６】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００９７】
尚、図１４を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【００９８】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。
【００９９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】電気光学装置に用いられる液晶パネルの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【図３】第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図（その１）である。
【図５】第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図（その２）である。
【図６】偏光板における偏光軸の角度を示す斜視図である。
【図７】光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を光源光の色別に示すグラフである。
【図８】光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を偏光板の種類別に示すグラフである。
【図９】第２偏光板の偏光軸の角度及びコントラストとの関係、並びに第２偏光板の偏光軸の角度及び光学補償板の調整角度の関係を併せて示すグラフである。
【図１０】第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図１２】回動機構の構成を示す斜視図である。
【図１３】電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１４】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、５０…液晶層、１００…液晶パネル、２００…フレキシブル基板、３１０…第１光学補償板、３２０…第２光学補償板、４１０…第１偏光板、４２０…第２偏光板、６００…回動機構、６１０…シャフト、６１１…ベアリング、６１２…固定ネジ、８００…マイクロレンズアレイ基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた、液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置として、例えば液晶パネルに光を照射することで画像を表示するものがある。照射される光は、例えば偏光板等によって位相が揃えられた上で液晶パネルに入射されるが、液晶パネルやマイクロレンズアレイ等の光学素子等において位相がずれてしまい、コントラストの低下や視野角の狭小化を招くことがある。このため、入射される光の位相のずれを補償するために、光学位相差補償素子を使用するという技術が提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、無機材料からなる光学補償プレートによって、光の位相差を補償するという技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６４９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本願発明者が研究したところによれば、光に発生する位相差は、光の波長や偏光板の偏光度によって変化する。このため、位相差を適切に補償するには、光の波長や偏光板の偏光度に応じた補償をする方がよい。
【０００６】
ここで上述した技術のように、光学補償プレートを用いて位相差を適切に補償しようとする場合には、光学補償プレートの厚さや光軸の傾き等を、光の波長や偏光板の偏光度に応じて、その都度変更せねばならなくなるおそれがある。即ち、上述した技術では、様々な条件下において適切な補償を実現しようとすると、製造期間やコスト等の大幅な増加を招いてしまうという技術的問題点がある。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、容易且つ適切に位相差を補償することが可能な電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板と、前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に配置されており、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板とを備え、前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【０００９】
本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時に、例えば投射光やバックライト等の光源光が液晶パネルに入射されることにより、例えば投影画像や直視画像として画像が表示される。液晶パネルは、一対の第１及び第２基板が液晶層を挟持することで構成されており、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって駆動される。
【００１０】
本発明では、液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側に第１偏光板及び第２偏光板が配置されている。即ち、液晶パネルに入射される光源光は、先ず入射側に配置された偏光板によって、光の振動方向が特定方向に揃えられるのに加えて、光の位相が揃えられ、液晶パネルに入射される。そして、液晶パネルを通過した光源光は、出射側の偏光板に入射され、出射側の偏光板を通過した光源光によって画像が表示される。
【００１１】
また、第１偏光板及び第２偏光板間には、少なくとも一つの光学補償板が配置されている。光学補償板の液晶パネルに対する位置は、光源光の入射側で出射側でもよく、液晶層の液晶がＴＮ（Twisted Nematic）液晶の場合は、入射側と出射側の両方に配置することで、より高い補償効果を得ることも可能である。尚、光学補償板の有する屈折率異方性の極性は、正でもよいし負でもよい。
【００１２】
光学補償板は、光軸が液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜されている。尚、「液晶層の液晶分子で生じる位相差」とは、典型的には、ＴＮ液晶やＶＡ（Vertical Alignment）液晶にて、配向膜により付与されたプレチルトに起因して、配向膜との界面付近の液晶分子で生じる位相差を意味する。但し、配向膜との界面から若干離れた液晶分子で生じる位相差や、液晶分子等における複屈折など、他の要因で生じる位相差を含んでもよい。このような位相差を補償することで、コントラストの低下や視野角の狭小化を防止できる。即ち、表示される画像の画質を向上させることができる。
【００１３】
ここで、光学補償板の光軸を、位相差を最小にできる理想的な或いは理論上の角度とするためには、光学補償板の取付角度を微調整すればよい。しかしながら、そのような取付作業は、実践上、容易でない。特に、本願発明者が研究したところによれば、光源光に発生する位相差は、液晶パネルが何色用であるか（即ち、光源光の波長）によって、更には偏光板の種類（即ち、偏光板の偏光度）によって変化する。このため、光学補償板の取付作業は、個別的な微調整が伴い、大量生産或いはオートメーション化に相容れない。
【００１４】
これに対し本発明では特に、第２偏光板の偏光軸の角度が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように、第１及び第２偏光板を配置している。尚、「液晶層における液晶分子の角度に対応する角度」とは、液晶層における液晶分子の傾斜角度に応じて変化する角度であり、位相差が発生していない場合に、最も或いは比較的高いコントラストでの表示が可能となるような角度を意味している。典型的には、液晶パネルにおける配向膜のラビング方向に合わせることで設定されており、例えば一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、偏光軸がラビング方向に対して９０°となるように配置される。またＶＡ液晶であれば、偏光軸がラビング方向に対して４５°となるように配置される。 所定角度は、第２偏光板の偏光軸が所定角度ずれない場合と比較して、補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。言い換えれば、第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことで、補償後の位相差が小さくされている。位相差についてのみ考慮すれば、補償後の位相差が極小又は最小にされるのが理想的であり好ましい。所定角度は、例えば、実際に第２偏光板の偏光軸の角度を調整しつつ、画像を表示させることで設定される。尚、液晶分子に対応する角度とのずれが大きすぎると、照度が低下してしまうおそれがある。このため、補償後の位相差を極小又は最小若しくはその付近まで小さくできないとしても、所定角度は３°以下であることが望ましい。
【００１５】
第２偏光板の偏光軸の角度調整は、例えば光学補償板を形成した後や、取り付けた後であっても可能である。よって、光学補償板の形成工程及び取付工程にかかる期間やコスト等を増加させることなく、より適切に位相差を補償可能とすることができる。
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことによって、製造期間やコスト等を増加させることなく、画質を向上させることが可能である。
【００１７】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第１偏光板は、偏光軸が前記第２偏光板の偏光軸に対応する角度となるように配置されている。
【００１８】
この態様によれば、第１偏光板の配置角度が、第２偏光板の偏光軸に対応する角度とされている。即ち、所定角度ずらされた第２偏光板の偏光軸に対応する角度で配置されている。尚、「第２偏光板の偏光軸に対応する角度」とは、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、液晶パネルにおける位相の変化を加味した角度を意味する。例えば、一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、９０°ずらした角度が対応する角度となる。また、ＶＡ液晶であっても同様に、第２偏光板の偏光軸の角度に対して、９０°ずらした角度が対応する角度となる。
【００１９】
上述したように、第１偏光板の配置角度を第２偏光板の偏光軸に対応する角度とすることで、第２偏光板の偏光軸が液晶分子に対応する角度から所定角度ずれている場合であっても、第１及び第２偏光板の相対的な角度を適切なものとすることができる。よって、例えばクロスニコル配置等を前提に機能する一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
【００２０】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１偏光板は、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。
【００２１】
この態様によれば、第２偏光板に加え、第１偏光板も、偏光軸が液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。尚、第１偏光板及び第２偏光板の偏光軸を所定角度ずらして配置する際の回転方向（即ち、偏光軸をずらす方向）は互いに同じ向きであるとする。
【００２２】
上述したように、第１偏光板の配置角度をずらして配置することで、第２偏光板の偏光軸が液晶分子に対応する角度から所定角度ずれている場合であっても、第１及び第２偏光板の相対的な角度を適切なものとすることができる。よって、例えばクロスニコル配置等を前提に機能する一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。
【００２３】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記所定角度は、前記光源光の波長別に設定されている。
【００２４】
この態様によれば、第２偏光板の偏光軸が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から、光源光の波長別に設定された所定角度だけずらされる。尚、上述した第１偏光板の偏光軸もずらす態様では、第１偏光板も同様に、光源光の波長別に設定された所定角度だけずらされる。所定角度は、例えば光源光の波長から数式等を用いて算出されてもよいし、実際に異なる波長の光源光を用いて画像の表示を行い、調整角度及び画質間の関係を波長別に実験的に求めることによって設定されてもよい。
【００２５】
上述したように、液晶パネル等において光源光に発生する位相差は、光源光の波長によって変化する。よって、波長別に所定角度を設定することにより、より容易且つ適切に偏光板の偏光軸をずらすことが可能である。従って、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００２６】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記所定角度は、前記第１及び第２偏光板の偏光度別に設定されている。
【００２７】
この態様によれば、第２偏光板の偏光軸が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から、第１及び第２偏光板の偏光度別に設定された所定角度だけずらされる。尚、上述した第１偏光板の偏光軸もずらす態様では、第１偏光板も同様に、第１及び第２偏光板の偏光度別に設定された所定角度だけずらされる。所定角度は、例えば第１及び第２偏光板の偏光度から数式等を用いて算出されてもよいし、実際に異なる偏光度の偏光板を用いて画像の表示を行い、調整角度及び画質間の関係を偏光度別に実験的に求めることによって設定されてもよい。
【００２８】
上述したように、液晶パネル等において光源光に発生する位相差は、偏光板の偏光度によって変化する。よって、偏光度別に所定角度を設定することにより、より容易且つ適切に偏光板の偏光軸をずらすことが可能である。従って、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００２９】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記光学補償板は、前記液晶パネルに対して固定されている。
【００３０】
この態様によれば、光学補償板が液晶パネルに固定されているため、光学補償板の角度調整が行えない。即ち、光学補償板の光軸の傾斜角度を微調整して、光源光の位相差を小さくすることができない。また、光学補償板が液晶パネルに固定される前に調整するとなれば、製造工程の比較的早い段階で行わなければならないため、適切な角度に調整することが困難である。
【００３１】
ここで本態様では特に、上述したように、偏光板の偏光軸を所定角度ずらすことによって、光源光の位相差を小さくすることができる。よって、光学補償板が液晶パネルに固定されている場合であっても、好適に画質を向上させることが可能である。
【００３２】
上述した光学補償板が液晶パネルに対して固定されている態様では、前記光学補償板は、防塵ガラスとしても機能し、前記液晶パネルの外表面に貼り合わせられているように構成してもよい。
【００３３】
このように構成すれば、光学補償板は液晶パネルの外表面に貼り合わせられることで固定されており、液晶パネルの防塵ガラスとして機能する。よって、液晶パネルの外表面に埃や塵等が付着することによって、画質が低下してしまうことを防止することが可能である。
【００３４】
更に、上述したように光学補償板を液晶パネルの外表面に貼り合わせていることで、光学補償板を放熱性の高い材料から形成すれば、放熱板として機能させることも可能である。光学補償板によって、液晶パネルの熱を放熱可能であれば、液晶パネルの故障や誤動作等を防止することもできる。このように「防塵ガラス」は、防塵機能に加えて、耐熱又は放熱機能を有していてもよく、更にデフォーカス機能を有していてもよい。その意味では、耐熱ガラス又は放熱ガラス、或いはデフォーカスガラスなどと呼ぶこともできる。
【００３５】
本発明の電気光学装置の他の態様では、前記第１及び第２偏光板の少なくとも一方は、回動機構を有している。
【００３６】
この態様によれば、第１及び第２偏光板の少なくとも一方が回動機構を有しているため、夫々の偏光板を回転させることで、偏光軸の角度調整を行うことができる。尚、回動機構による回転運動は、回転軸が固定されている単純な回転運動でもよいが、回転軸が移動しながらの或いは回転運動と平行移動とが組み合わされた、より複雑な運動であってもよい。また、このような回動機構は、好ましくは、所望の回転角度で固定可能に構成される。即ち、好ましくは、固定機構を含む。しかし、回動機構とは別に角度を固定する固定機構を設けることも可能である。
【００３７】
回動機構を用いて偏光板を回転させれば、回動機構を用いない場合と比較して、より容易に角度調整が行える。また、回動機構を高い精度で調整が行えるようなものとすれば、偏光軸の角度をより適切なものとすることができる。よって、光源光に発生する位相差はより小さくされる。
【００３８】
以上説明したように、本態様に係る電気光学装置によれば、偏光板が回動機構を有しているため、より好適に画質を向上させることが可能である。
【００３９】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様も含む）を具備する。
【００４０】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、液晶パネル等において発生する位相差がより適切に補償される。従って、高品質な表示を行うことが可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
【００４１】
また本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を複数備える場合において、更に有益な効果を発揮する。例えば、電子機器がＲＧＢの三原色の光を合成してフルカラー画像を表示する場合には、複数の電気光学装置における光源光の波長が夫々異なる。このため、光学補償板によって適切な補償をしようとすると、波長毎に異なる光学補償板を形成する、或いは取付角度を微調整することとなり、製造期間やコスト等が増大してしまう。
【００４２】
これに対し本発明の電子機器は、第２偏光板の偏光軸の角度を適切な角度に調整することで、複数の電気光学装置において発生する位相差を、より適切に補償することが可能となる。従って、より容易且つ適切に画質を向上させることが可能である。
【００４３】
本発明の電気光学装置の製造方法は上記課題を解決するために、一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルを配置する液晶パネル配置工程と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に第１偏光板を配置する第１偏光板配置工程と、前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように第２偏光板を配置する第２偏光板配置工程と、前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜させて、少なくとも一つの光学補償板を取り付ける光学補償板取付工程とを備え、前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている。
【００４４】
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、第２偏光板配置工程において、第２偏光板が、液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置される。よって上述した本発明の電気光学装置の場合と同様に、製造期間やコスト等を増加させることなく、画質を向上させることが可能である。
【００４５】
尚、本発明の電気光学装置の製造方法においても、上述した本発明の電気光学装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。
【００４６】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
【００４８】
＜液晶パネル＞
先ず、本実施形態に係る電気光学装置に用いられる液晶パネルについて図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、本実施形態に係る液晶パネルの構成を示す平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、以下では、本実施形態に係る液晶パネルの一例として駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルを例にとる。
【００４９】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶パネル１００では、本発明の「第２基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０と、本発明の「第１基板」一例である対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０も、ＴＦＴアレイ基板１０と同様に、透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００５０】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
【００５１】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００５２】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００５３】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００５４】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。画素電極９ａは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板２０上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成された後に、その全面に亘って対向電極２１が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
【００５５】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００５６】
＜電気光学装置＞
次に、上述した液晶パネル１００を有する電気光学装置について、図３から図１２を参照して説明する。尚、以降の図においては、図１及び図２で示した、液晶パネル１００の詳細な部材については適宜省略し、直接関連のある部材のみを示す。
【００５７】
＜第１実施形態＞
先ず、第１実施形態に係る電気光学装置の構成について、図３から図６を参照して説明する。ここに図３は、第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図４及び図５は夫々、第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図である。また図６は、偏光板における偏光軸の角度を示す斜視図である。尚、以下では、液晶層５０の液晶がＴＮ方式の液晶である場合を例にとり説明する。
【００５８】
図３において、本実施形態に係る電気光学装置は、上述した液晶パネル１００と、第１光学補償板３１０と、第１偏光板４１０と、第２偏光板４２０とを備えて構成されている。
【００５９】
液晶パネル１００は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０によって液晶層５０が挟持されてなり、外部回路接続端子１０２（図１参照）には、フレキシブル基板２００が電気的に接続されている。フレキシブル基板２００における液晶パネル１００と接続されない端部は、例えば図示しない回路基板等に電気的に接続される。
【００６０】
第１偏光板４１０は、液晶パネル１００に対する光源光の入射側に配置されており、第２偏光板４２０は、液晶パネル１００に対する光源光の出射側に配置されている。第２偏光板４２０と液晶パネル１００との間には、第１光学補償板３１０が配置されている。第１光学補償板３１０は、例えば屈折率異方性を有する結晶を含んで構成されており、光軸が液晶層５０の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜されている。より具体的には、例えば配向膜により付与されたプレチルトに起因して傾いている、配向膜との界面付近の液晶分子の傾きに対応するように傾斜している。
【００６１】
図４に示すように、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００と第１偏光板４１０との間に配置されてもよい。即ち、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００における光源光の入射側に配置されてもよいし、出射側に配置されてもよい。また図５に示すように、第１光学補償板３１０に対して液晶パネル１００を介して対向するように、第２光学補償板３２０を配置してもよい。即ち、光学補償板は複数配置されてもよい。図５に示す配置は、本実施形態のように、液晶層５０の液晶がＴＮ液晶の場合において、特に高い補償効果を発揮する。
【００６２】
図６において、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０は夫々、偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されている。例えば、図に示すように、液晶パネル１００における入射側（即ち、対向基板２０側）の配向膜のラビング方向が矢印Ｐ３で示す角度（即ち、図中のＸ方向）である場合、第１偏光板４１０における液晶分子に対応する角度は、矢印Ｐ３で示す角度に対して９０°をなす角度（即ち、図中のＹ方向）となる。これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では、第１偏光板４１０の偏光軸の角度が、Ｙ方向から所定角度θずれた矢印Ｐ１の示す角度とされている。また、液晶パネル１００が一般のクロスニコル配置（直交ニコル配置）によるＴＮ液晶であれば、出射側（即ち、ＴＦＴアレイ基板１０側）の配向膜のラビング方向は矢印Ｐ４で示す角度（即ち、図中のＹ方向）となる。この場合、第２偏光板４２０における液晶分子に対応する角度は、矢印Ｐ４で示す角度に対して９０°をなす角度（即ち、図中のＸ方向）となる。これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では、第２偏光板４２０の偏光軸の角度が、Ｘ方向から所定角度θずれた矢印Ｐ２の示す角度とされている。尚、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸は、共に液晶分子の角度に対応する角度から所定角度θずれているため、クロスニコル配置となる。
【００６３】
続いて、上述した偏光板の偏光軸の角度について、図７から図９を参照して詳細に説明する。ここに図７は、光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を光源光の色別に示すグラフであり、図８は、光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を偏光板の種類別に示すグラフである。また図９は、第２偏光板の偏光軸の角度及びコントラストとの関係、並びに第２偏光板の偏光軸の角度及び光学補償板の調整角度の関係を併せて示すグラフである。尚、図９に示すグラフは、光源光が緑色光であり、水晶を厚さ１０ｎｍ、光軸の角度が２５°となるように形成した第１光学補償板３１０を用いて測定した結果を示すグラフである。
【００６４】
図７において、本願発明者の研究したところによれば、第１光学補償板３１０の調整角度と、表示される画像のコントラストとの関係は、光源光の色（即ち、波長）によって異なる。このため、光源光の波長によって調整角度を変更しない場合には、コントラストは適切に向上されないおそれがある。特に図７では、最適なコントラストを得るための調整角度が、輝度の高い緑色光と、他の赤色光及び青色光とで大きく異なっている。よって、例えば上述した赤色光、緑色光及び青色光の３色の光によってフルカラー画像を表示する場合に、赤色光及び青色光に合わせて光軸の角度が調整された第１光学補償板３１０を用いると、コントラストの低下が目立ってしまうと考えられる。また、緑色光に合わせて角度を調整した場合であっても、赤色光及び青色光の２色に影響を及ぼしてしまうため、コントラストの低下は目立ってしまうと考えられる。このため、３色の光を合成すると、色彩が不正確になる（例えば、投影されたカラー画像が、赤みがかったり、青みがかったりしてしまう）。
【００６５】
図８において、本願発明者の研究したところによれば、第１光学補償板３１０の調整角度と、表示される画像のコントラストとの関係は、偏光板の種類（即ち、偏光度）によっても異なる。例えば、図に示すように、偏光度の異なる偏光板Ａ及び偏光板Ｂの２種類を用いて画像の表示を行う際には、最適なコントラストを得るための調整角度が、偏光板の種類によって大きく異なる。このため、使用する偏光板の種類によって調整角度を変更しない場合には、コントラストは適切に向上されないおそれがある。
【００６６】
以上の結果、第１光学補償板３１０を配置する際には、光源光の波長及び偏光板の偏光度別に角度調整をしなければ、コントラストは適切に向上されないおそれがある。しかしながら、このような個別的な微調整を伴う取付作業は、実践上容易でなく、大量生産或いはオートメーション化に相容れない。
【００６７】
これに対し、本実施形態に係る電気光学装置では特に、上述したように、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置することで、第１光学補償板３１０による補償効果がより高いものとなるように調整している。
【００６８】
図９において、本願発明者の研究したところによれば、棒グラフで示すコントラストを、第１光学補償板３１０がない場合と比較して高い値に保とうとした場合、第２偏光板４２０の偏光軸の角度と第１光学補償板３１０の調整角度との間には、折れ線グラフで示すようなリニアな関係が成り立つことが判明している。即ち、第１光学補償板３１０の調整角度が多少適切な角度からずれている場合であっても、第２偏光板４２０の偏光軸をずらすことによって、コントラストを向上させることが可能となる。但し、第２偏光板４２０の偏光軸を大きくずらしてしまうと、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度とのずれが大きくなるため、照度が低下してしまう。よって、第２偏光板４２０をずらす角度は、３°以内であることが望ましい。言い換えれば、３°以内で第２偏光板４２０をずらすことで、補償後の位相差をなるべく小さくする。仮に、補償後の位相差を極小又は最小若しくはその付近まで小さくできないとしても、所定角度は３°より大きくすることは避けるのが好ましい。
【００６９】
以上のように、第２偏光板４２０の偏光軸の角度を所定角度ずらすことによって、第１光学補償板３１０による補償効果を高め、コントラストを向上させることが可能である。また、第１偏光板４１０の偏光軸も所定角度ずらされているため、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の相対的な角度はずれない。このため、偏光軸をずらすことによって、一対の偏光板による基本機能が低下してしまうことを防止することができる。従って、より高品質な画像を表示することが可能である。尚、第２偏光板４２０の偏光軸をずらす所定角度の具体的な値は、例えば実際に画像を表示させつつ、第２偏光板４２０の角度を微調整することで、予め設定しておくことが可能である。具体的には、３°以内という条件下で、補償後の位相差がなるべく小さくなる際における、第２偏光板４２０をずらした角度として、ここでの所定角度は求められる。
【００７０】
続いて、第１実施形態に係る電気光学装置の動作について、図３を参照して説明する。尚、以下では、光源光の経路に従って上述した各部の動作を説明する。
【００７１】
図３において、光源光は、先ず第１偏光板４１０に入射される。第１偏光板４１０は、所定の方向に振動する光のみが通過できるように構成されている。よって、第１偏光板４１０に入射した光源光は直線偏光となる。
【００７２】
第１偏光板４１０を通過した光源光は、液晶パネル１００に入射する。即ち、対向基板２０を通して、液晶層５０に入射する。ここで、液晶層５０には電圧が印加されており、液晶層５０に含まれる液晶分子は印加された電圧によって傾きが変化している。しかしながら、例えば対向基板２０及びＴＦＴアレイ基板１０との界面付近には、電圧をかけても完全に立ち上がらない液晶分子や、中間調表示の際に立ち上がりきらない液晶分子が存在する。よって、液晶層５０に入射した光源光は、その界面付近において、位相がずれてしまうこととなる。
【００７３】
液晶パネル１００を通過した光は、第１光学補償板３１０に入射される。ここで、仮に第１光学補償板３１０の調整角度が適切な角度に調整されていないとすると、適切な補償が行われず、コントラストは低下してしまう。しかしながら、本実施形態に係る電気光学装置では、第１光学補償板３１０を通過した光源光が入射する第２偏光板４２０の偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から、所定角度ずれた角度とされている。よって、第２偏光板４２０において、通過させる光が通過されない、或いは通過させない光が通過してしまうことを防止することができる。従って、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。
【００７４】
以上説明したように、第１実施形態に係る電気光学装置によれば、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸の角度を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずらすことによって、光源光の波長及び偏光板の偏光度が、第１光学補償板３１０の補償効果に与える影響を調整することが可能である。このため、異なる波長の光源光を用いる場合や、異なる偏光度の偏光板を用いる場合であっても、第１光学補償板３１０の光軸の角度を調整せずに済む。従って、容易且つ適切に高品質な画像を表示させることが可能である。
【００７５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る電気光学装置について、図１０を参照して説明する。ここに図１０は、第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。第２実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第１光学補償板の構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、第１光学補償板の構成について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図１０では、第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。
【００７６】
図１０において、第２実施形態に係る電気光学装置では、第１光学補償板３１０が、液晶パネル１００の外表面に取り付けられており、防塵ガラスとして機能する。尚、図において、第１光学補償板３１０は、液晶パネル１００における光源光の出射側であるＴＦＴアレイ基板１０の表面に取り付けられているが、入射側の対向基板２０の表面に取り付けるようにしてもよい。また、入射側及び出射側の両方に取り付けるようにしてもよい。第１光学補償板３１０が防塵ガラスとして機能することで、液晶パネル１００に塵や埃等が付着して画質が低下してしまうことを防止することができる。
【００７７】
また、第１光学補償板３１０は液晶パネル１００と一体的に形成されるため、装置における省スペース化を実現することが可能である。特に、液晶パネル１００における光源光の出射側のスペースが大きくなると、例えば入射される光の光路長や画像を投射する投射レンズのバックフォーカスが長くなってしまうおそれがある。また、合成プリズム等を用いて光を合成して投射する場合には、合成プリズムの大型化を招いてしまうおそれがある。よって、図に示すように、液晶パネル１００における光源光の出射側に配置された第１光学補償板３１０を、液晶パネル１００の外表面に形成することで、装置の小型化やコストの低減を実現することが可能である。
【００７８】
更に、第１光学補償板３１０を水晶等のような放熱性の比較的高い材料から形成すれば、液晶パネル１００の放熱板として機能させることも可能となる。第１光学補償板３１０によって、液晶パネル１００において発生する熱を効率的に放出することができれば、液晶パネルの故障や誤動作を、効果的に防止することが可能である。
【００７９】
以上説明したように、第２実施形態に係る電気光学装置によれば、上述した第１実施形態における効果に加えて、実践上有益である様々な効果を得ることが可能である。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る電気光学装置について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここに図１１は、第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図であり、図１２は、回動機構の構成を示す斜視図である。第３実施形態は、上述の第１実施形態と比べて、第１及び第２偏光板が回動機構を備えている点で構成が異なり、その他の構成については概ね同様である。このため第２実施形態では、回動機構について詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。尚、図１１では、第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付している。
【００８１】
図１１において、第３実施形態に係る電気光学装置では、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０に回動機構６００が設けられている。
【００８２】
回動機構６００は、シャフト６１０と、ベアリング６１１と、固定ネジ６１２とを備えて構成されている。ベアリング６１１は電気光学装置の一部、或いは電気光学装置を有する機器等の一部に対して固定されている。即ち、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０は、シャフト６１０によって、ベアリング６１１を介して固定されている。以下では、第２偏光板４２０における回動機構を例にとり、回動機構６００のより具体的な構成および動作について説明する。
【００８３】
図１２において、第２偏光板４２０の上部には、９０°に折れ曲がったシャフト６１０が取り付けられている。シャフト６１０は、固定されたベアリング６１１を通して、図の矢印Ｐ１の方向に自由に回転できるように保持されている。シャフト６１０が回転することで、第２偏光板４２０は、図の矢印Ｐ２の方向に回転される。ベアリング６１１には、固定ネジ６１２が備えられている。この固定ネジ６１２を締めることで、シャフト６１０は回転しないように固定される。よって、第２偏光板４２０を所望の角度に調整し、固定することができる。尚、上述したような構造は、回動機構の一例に過ぎず、装置の構造等に合わせて適宜変更可能である。また、回動機構６００による第２偏光板４２０の角度の調整は、手動により行ってもよいし、又は、専用治具或いは電動工具等を用いて半自動若しくは全自動で行ってもよい。
【００８４】
上述した回動機構６００が設けられていることにより、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸を、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずらす際に、角度調整をより好適に行うことが可能となる。従って、液晶パネル１００等において発生する位相差はより適切に補償されることとなる。従って、第３実施形態に係る電気光学装置によれば、より高品質な画像を表示させることが可能である。
【００８５】
＜電気光学装置の製造方法＞
次に、上述した電気光学装置の製造方法について、図１３を参照して説明する。ここに図１３は、電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。尚、以下では、説明の便宜上、製造工程における主な工程のみを説明するものとし、その他の細かな工程は適宜省略して説明する。
【００８６】
図１３において、電気光学装置を製造する際には、先ず液晶パネル１００を配置する（ステップＳ１）。即ち、光源光が入射されるような位置に液晶パネルを配置する。
【００８７】
次に、第２偏光板４２０を液晶パネル１００における光源光の出射側に配置する（ステップＳ２）。ここで、第２偏光板４２０を、偏光軸が液晶層５０における液晶分子に対応する角度から所定角度ずれるように角度調整する（ステップＳ３）。この際、所定角度については、当該製造に先立って、前述の如く実験などにより求められており、メモリや記録簿に記録されており、角度調整の際には、この記録された値が参照される。
【００８８】
次に、第１偏光板４１０を液晶パネル１００における光源光の入射側に配置する（ステップＳ４）。ここで、第１偏光板４１０も、第２偏光板と同様に偏光軸が調整される（ステップＳ５）。尚、第１偏光板４１０における偏光軸の調整は、例えば第２偏光板の角度を見ながら、対応した角度となるように行われてもよいし、第２偏光板との対応をとらずとも、所定角度ずらすことでも同様に調整可能である。
【００８９】
最後に、第１偏光板４１０及び液晶パネル１００間、又は第２偏光板４２０及び液晶パネル１００間に、第１光学補償板３１０を配置する（ステップＳ６）。通常、第１光学補償板３１０によって適切な補償をするためには、第１光学補償板３１０の光軸の角度を、光源光の波長や第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光度等に応じた角度とした方がよい。しかしながら、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、上述したステップＳ３及びステップＳ５において、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸が角度調整されている。よって、光学補償板３１０は、液晶パネル等において発生する位相差を適切に補償することが可能となる。
【００９０】
尚、上述したステップＳ１からステップＳ５の各工程は、互いに順番を入れ替えることも可能である。即ち、結果的に、第１偏光板４１０及び第２偏光板４２０の偏光軸が、液晶層５０における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されるのであれば、どのような順番で各部材が配置されてもよい。但し、コントラストを改善するための、第２偏光板４２０における角度調整を適切に行うためには、上述したように、第１偏光板４１０より第２偏光板４２０を先に配置する方が望ましい。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置の製造方法では、より高品質な画像を表示することが可能な電気光学装置を製造することが可能である。このような製造方法は特に、以下に詳述するような、波長の異なる光源光を用いる電気光学装置を複数備えた電子機器を製造する場合に顕著に効果を発揮する。即ち、波長別に第１光学補償板３１０の角度の微調整等を行わずにすむため、効果的に製造期間や製造コストを低減することが可能である。
【００９２】
＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１４は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【００９３】
図１４に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇに入射される。
【００９４】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、Ｒ及びＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００９５】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００９６】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂ及び１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００９７】
尚、図１４を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【００９８】
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置（ＬＣＯＳ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ、ＳＥＤ）、有機ＥＬディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、電気泳動装置等にも適用可能である。
【００９９】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及びその製造方法、並びに該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】電気光学装置に用いられる液晶パネルの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【図３】第１実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図（その１）である。
【図５】第１実施形態に係る電気光学装置の比較例を示す断面図（その２）である。
【図６】偏光板における偏光軸の角度を示す斜視図である。
【図７】光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を光源光の色別に示すグラフである。
【図８】光学補償板の調整角度及びコントラストの関係を偏光板の種類別に示すグラフである。
【図９】第２偏光板の偏光軸の角度及びコントラストとの関係、並びに第２偏光板の偏光軸の角度及び光学補償板の調整角度の関係を併せて示すグラフである。
【図１０】第２実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図１１】第３実施形態に係る電気光学装置の構成を示す断面図である。
【図１２】回動機構の構成を示す斜視図である。
【図１３】電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１４】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、５０…液晶層、１００…液晶パネル、２００…フレキシブル基板、３１０…第１光学補償板、３２０…第２光学補償板、４１０…第１偏光板、４２０…第２偏光板、６００…回動機構、６１０…シャフト、６１１…ベアリング、６１２…固定ネジ、８００…マイクロレンズアレイ基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板と、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に配置されており、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板と
を備え、
前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１偏光板は、偏光軸が前記第２偏光板の偏光軸に対応する角度となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記第１偏光板は、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記所定角度は、前記光源光の波長別に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記所定角度は、前記第１及び第２偏光板の偏光度別に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記光学補償板は、前記液晶パネルに対して固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記光学補償板は、防塵ガラスとしても機能し、前記液晶パネルの外表面に貼り合わせられていることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記第１及び２偏光板の少なくとも一方は、回動機構を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルを配置する液晶パネル配置工程と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に第１偏光板を配置する第１偏光板配置工程と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように第２偏光板を配置する第２偏光板配置工程と、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜させて、少なくとも一つの光学補償板を取り付ける光学補償板取付工程と
を備え、
前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１】
一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルと、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に配置された第１偏光板と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置された第２偏光板と、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に配置されており、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜された、少なくとも一つの光学補償板と
を備え、
前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第１偏光板は、偏光軸が前記第２偏光板の偏光軸に対応する角度となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記第１偏光板は、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記所定角度は、前記光源光の波長別に設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記所定角度は、前記第１及び第２偏光板の偏光度別に設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記光学補償板は、前記液晶パネルに対して固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記光学補償板は、防塵ガラスとしても機能し、前記液晶パネルの外表面に貼り合わせられていることを特徴とする請求項６に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記第１及び２偏光板の少なくとも一方は、回動機構を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
一対の第１及び第２基板間に液晶層が挟持されてなる液晶パネルを配置する液晶パネル配置工程と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち一方に第１偏光板を配置する第１偏光板配置工程と、
前記液晶パネルにおける光源光の入射側及び出射側のうち他方に、偏光軸が前記液晶層における液晶分子の角度に対応する角度から所定角度ずれるように第２偏光板を配置する第２偏光板配置工程と、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板間に、光軸が前記液晶層の液晶分子で生じる位相差を補償するように傾斜させて、少なくとも一つの光学補償板を取り付ける光学補償板取付工程と
を備え、
前記所定角度は、前記第２偏光板の偏光軸が前記所定角度ずれない場合と比較して、前記補償された後における位相差が小さくなるように設定されている
ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１４５４６４（Ｐ２００９−１４５４６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２０７２７（Ｐ２００７−３２０７２７）
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１２日（２００７．１２．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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