ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022183733
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】電気光学装置、電子機器、およびプロジェクター
(51)【国際特許分類】
G02F 1/13363 20060101AFI20221206BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20221206BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20221206BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
G02F1/13363
G02B5/30
G03B21/14 Z
G03B21/00 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021091202
(22)【出願日】2021-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】春山 明秀
(72)【発明者】
【氏名】青木 透
【テーマコード（参考）】
2H149
2H291
2K203
【Ｆターム（参考）】
2H149AA13
2H149AB05
2H149BA02
2H149DA02
2H149DA03
2H149DA04
2H149DA05
2H149DA12
2H149EA02
2H149FA01Y
2H149FA41Y
2H291FA11X
2H291FA11Z
2H291FA14Y
2H291FA22X
2H291FA22Z
2H291FA29Z
2H291FA30X
2H291FA30Y
2H291FA30Z
2H291FA31Z
2H291FA40X
2H291FA40Z
2H291FA56X
2H291FA56Y
2H291FA56Z
2H291FA62Y
2H291FA85Z
2H291FA86Z
2H291FA87Z
2H291FB02
2H291FB12
2H291FD10
2H291FD12
2H291FD26
2H291FD27
2H291FD29
2H291FD35
2H291GA01
2H291GA08
2H291HA11
2H291LA07
2H291LA22
2H291MA13
2H291PA04
2H291PA08
2H291PA09
2H291PA24
2H291PA42
2H291PA65
2H291PA68
2H291PA73
2K203FA03
2K203FA23
2K203FA34
2K203FA43
2K203FA62
2K203GB05
2K203GB08
2K203GB20
2K203GB26
2K203HA10
2K203HA33
2K203HA43
2K203HA65
2K203HA79
2K203HB08
2K203HB09
2K203HB22
2K203HB25
2K203HB26
2K203MA02
(57)【要約】
【課題】液晶分子の配向の乱れるによる影響を緩和しつつ、コントラスト比の低下を抑制することができる電気光学装置、電子機器、およびプロジェクターを提供すること。
【解決手段】電気光学装置１では、第１偏光素子５１、第１位相差素子６１、透過型の液晶パネル１００、第２位相差素子６２、および第２偏光素子５２が順に配置されている。ここで、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２の位相差がλ／４である場合、液晶分子の配向の乱れるによる影響を緩和できる一方、コントラスト比が低下する。それ故、入射光の波長をλとしたとき、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２の位相差Ｒを以下の条件とする。例えば、位相差Ｒをλ／８とする。
０＜Ｒ＜λ／４
好ましくは、λ／１２＜Ｒ＜λ／６
【選択図】図２
【解決手段】電気光学装置１では、第１偏光素子５１、第１位相差素子６１、透過型の液晶パネル１００、第２位相差素子６２、および第２偏光素子５２が順に配置されている。ここで、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２の位相差がλ／４である場合、液晶分子の配向の乱れるによる影響を緩和できる一方、コントラスト比が低下する。それ故、入射光の波長をλとしたとき、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２の位相差Ｒを以下の条件とする。例えば、位相差Ｒをλ／８とする。
０＜Ｒ＜λ／４
好ましくは、λ／１２＜Ｒ＜λ／６
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１偏光素子と、
第２偏光素子と、
前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと。
前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、
前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、
を有し、
前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、以下の条件
０＜Ｒ＜λ／４
を満たす位相差Ｒを有することを特徴とする電気光学装置。
第２偏光素子と、
前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと。
前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、
前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、
を有し、
前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、以下の条件
０＜Ｒ＜λ／４
を満たす位相差Ｒを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項2】
請求項１に記載の電気光学装置において、
前記位相差Ｒは、以下の条件
λ／１２＜Ｒ＜λ／６
を満たすことを特徴とする電気光学装置。
前記位相差Ｒは、以下の条件
λ／１２＜Ｒ＜λ／６
を満たすことを特徴とする電気光学装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、λ／８の位相差Ｒを有することを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、λ／８の位相差Ｒを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項4】
請求項１から３までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々の遅相軸が直交または略直交していることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々の遅相軸が直交または略直交していることを特徴とする電気光学装置。
【請求項5】
請求項１から４までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１λ／２位相差素子と、
前記第２偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第２λ／２位相差素子と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１λ／２位相差素子と、
前記第２偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第２λ／２位相差素子と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項6】
請求項５に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子と前記第１λ／２位相差素子とは一体の光学素子として構成され、
前記第２位相差素子と前記第２λ／２位相差素子とは一体の光学素子として構成されていることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子と前記第１λ／２位相差素子とは一体の光学素子として構成され、
前記第２位相差素子と前記第２λ／２位相差素子とは一体の光学素子として構成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項7】
請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、無機材料からなることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、無機材料からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項8】
請求項１から６までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、有機材料からなることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、有機材料からなることを特徴とする電気光学装置。
【請求項9】
請求項１から８までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、前記液晶パネルに固定されていることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、前記液晶パネルに固定されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項10】
請求項１から９までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子の少なくとも一方は、光の入射側の面および光の出射側の面のうち、空気と接する面に反射防止層が設けられていることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子の少なくとも一方は、光の入射側の面および光の出射側の面のうち、空気と接する面に反射防止層が設けられていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項11】
請求項１から１０までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子と前記第２位相差素子との間に光学補償素子を備えていることを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子と前記第２位相差素子との間に光学補償素子を備えていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の電気光学装置において、
前記液晶パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層と、前記第１基板および前記第２基板のうちの少なくとも一方に形成されたレンズアレイと、を備え、
前記光学補償素子は、前記レンズアレイよりも光出射方向の位置にあることを特徴とする電気光学装置。
前記液晶パネルは、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置された液晶層と、前記第１基板および前記第２基板のうちの少なくとも一方に形成されたレンズアレイと、を備え、
前記光学補償素子は、前記レンズアレイよりも光出射方向の位置にあることを特徴とする電気光学装置。
【請求項13】
請求項１から１２までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子を、前記第１偏光素子から前記液晶パネルを経由して前記第２偏光素子に至る光路上に位置する第１状態と前記光路から外れた第２状態とに切り替える切り替え機構を有することを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子を、前記第１偏光素子から前記液晶パネルを経由して前記第２偏光素子に至る光路上に位置する第１状態と前記光路から外れた第２状態とに切り替える切り替え機構を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項14】
請求項１から１２までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子を、前記第１偏光素子から前記液晶パネルを経由して前記第２偏光素子に至る光路上に回転させる切り替えを有することを特徴とする電気光学装置。
前記第１位相差素子および前記第２位相差素子を、前記第１偏光素子から前記液晶パネルを経由して前記第２偏光素子に至る光路上に回転させる切り替えを有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項15】
請求項１から１４までの何れか一項に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項16】
光源と、
前記光源からの光を変調し画像を生成する電気光学装置と、
前記電気光学装置で生成された画像を投射する投射光学系と、
前記画像の投射位置をシフトさせる光路シフト素子と、を備え、
前記電気光学装置は、
第１偏光素子と、第２偏光素子と、前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと、前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、を有し、
前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々の位相差Rは、０＜Ｒ＜λ／４であることを特徴とするプロジェクター。
前記光源からの光を変調し画像を生成する電気光学装置と、
前記電気光学装置で生成された画像を投射する投射光学系と、
前記画像の投射位置をシフトさせる光路シフト素子と、を備え、
前記電気光学装置は、
第１偏光素子と、第２偏光素子と、前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと、前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、を有し、
前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々の位相差Rは、０＜Ｒ＜λ／４であることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気光学装置、電子機器、およびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【0002】
透過型の電気光学装置は、一対の偏光素子と、一対の偏光素子の間に配置された透過型の液晶パネルとを有しており、入射側の偏光素子を透過した直線偏光の光を液晶パネルに入射させた後、液晶パネルから出射された光のうち、出射側の偏光素子を透過した光を表示に用いる。かかる電気光学装置に関し、入射側の偏光素子と液晶パネルとの間、および出射側の偏光素子と液晶パネルとの間の各々にλ／４位相差素子を配置し、液晶分子の配向方向と偏光素子の偏光軸とが成す角度が４５°からずれたときに生じる変調特性の低下を防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－５１１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、入射側の偏光素子と液晶パネルとの間、および出射側の偏光素子と液晶パネルとの間の各々にλ／４位相差素子を配置し、液晶パネルへの入射光を円偏光とすると、液晶パネルに入射した光が配線の側面等で反射した際の位相変化によって光漏れが発生し、コントラスト比が低下しやすくなる。それ故、従来技術では、液晶分子の配向の乱れによる影響を緩和しつつ、コントラスト比の低下を抑制することができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、本発明に係る電気光学装置は、第１偏光素子と、第２偏光素子と、前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと、前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、を有し、前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々、以下の条件
０＜Ｒ＜λ／４
を満たす位相差Ｒを有することを特徴とする。
０＜Ｒ＜λ／４
を満たす位相差Ｒを有することを特徴とする。
【0006】
本発明に係る電気光学装置は、スマートフォン、モバイルコンピューター、投射型表示装置等の電子機器に用いることができる。
【0007】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るプロジェクターは、光源と、前記光源からの光を変調し画像を生成する電気光学装置と、前記電気光学装置で生成された画像を投射する投射光学系と、前記画像の投射位置をシフトさせる光路シフト素子と、を備え、前記電気光学装置は、第１偏光素子と、第２偏光素子と、前記第１偏光素子と前記第２偏光素子との間に配置された液晶パネルと、前記第１偏光素子と前記液晶パネルとの間に配置された第１位相差素子と、前記液晶パネルと前記第２偏光素子との間に配置された第２位相差素子と、を有し、前記液晶パネルへの入射光の波長をλとしたとき、前記第１位相差素子および前記第２位相差素子は各々の位相差Ｒは、０＜Ｒ＜λ／４であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に用いた液晶パネルの一態様を示す平面図。
【図2】本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の断面を模式的に示す説明図。
【図4】本発明の参考例１に係る電気光学装置の説明図。
【図5】本発明の参考例２に係る電気光学装置の説明図。
【図7】本発明の第２実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図8】本発明の第２実施形態の変形例に係る電気光学装置の説明図
【図9】本発明の第３実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図10】本発明の第３実施形態の変形例１に係る電気光学装置の説明図。
【図11】本発明の第３実施形態の変形例１に係る電気光学装置の説明図。
【図12】本発明の第４実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図13】本発明の第４実施形態の変形例１に係る電気光学装置の説明図。
【図14】本発明の第５実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図15】本発明の第６実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図16】本発明の第７実施形態に係る電気光学装置の説明図。
【図17】本発明を適用した電気光学装置を用いたプロジェクターの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、光学軸等の方向や向きを説明するにあたって、液晶パネル１００を第２基板２０側からみたときに液晶パネル１００にフレキシブル配線基板１０５が接続している側を時計の６時方向とし、液晶パネル１００にフレキシブル配線基板１０５が接続している側とは反対側を時計の０時方向とし、右方向を時計の３時方向とし、左方向を時計の９時方向として説明する。
【0010】
１．第１実施形態
１－１．電気光学装置の構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１に用いた液晶パネル１００の一態様を示す平面図であり、電気光学装置１を第２基板２０側からみた様子を示してある。図２は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の断面を模式的に示す説明図である。
１－１．電気光学装置の構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置１に用いた液晶パネル１００の一態様を示す平面図であり、電気光学装置１を第２基板２０側からみた様子を示してある。図２は、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置の断面を模式的に示す説明図である。
【0011】
図１および図２に示すように、本形態の電気光学装置１は、第１偏光素子５１と、第２偏光素子５２と、第１偏光素子５１と第２偏光素子５２との間に配置された液晶パネル１００を有している。また、電気光学装置１は、第１偏光素子５１と液晶パネル１００との間に配置された第１位相差素子６１と、液晶パネル１００と第２偏光素子５２との間に配置された第２位相差素子６２とを有している。
【0012】
液晶パネル１００は、素子基板としての第１基板１０と、対向基板としての第２基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、第１基板１０と第２基板２０とが対向している。シール材１０７は第２基板２０の外縁に沿うように枠状に設けられており、第１基板１０と第２基板２０との間でシール材１０７によって囲まれた領域に液晶層５が配置されている。
【0013】
第１偏光素子５１と第２偏光素子５２とは、互いの偏光軸が９０°の角度を成すクロスニコルに配置されており、液晶パネル１００は、後述する液晶分子５ａの配向方向Ｐが第１偏光素子５１および第２偏光素子５２の偏光軸に対して４５°の角度を成すように構成される。第１偏光素子５１の偏光軸と第２偏光素子５２の偏光軸とが成す角度は９０°に限らず、製造上の公差等を考慮すると、９０°±５°の範囲内の角度であればよい。また、第１偏光素子５１および第２偏光素子５２の偏光軸と配向方向Ｐとが成す角度は４５°に限らず、製造上の公差等を考慮すると、４５°±５°の範囲内の角度であればよい。
【0014】
第１位相差素子６１は、遅相軸が第１偏光素子５１の偏光軸に対して４５°の角度を成すように配置され、第２位相差素子６２は、遅相軸が第２偏光素子５２の偏光軸に対して４５°の角度を成すように配置されている。従って、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２は、各々の遅相軸が平行、略平行、直行あるいは略直交となるように配置される。本形態において、第１位相差素子６１、および第２位相差素子６２は、各々の遅相軸が直交あるいは略直交となるように配置されている。
【0015】
１－２．液晶パネル１００の詳細構成
液晶パネル１００において、第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形である。液晶パネル１００の略中央において、表示領域１０ａは、時計の３時－９時方向の寸法が０時－６時方向の寸法より長い長方形の領域として設けられており、表示領域１０ａは、周辺領域１０ｂで囲まれている。
液晶パネル１００において、第１基板１０および第２基板２０はいずれも四角形である。液晶パネル１００の略中央において、表示領域１０ａは、時計の３時－９時方向の寸法が０時－６時方向の寸法より長い長方形の領域として設けられており、表示領域１０ａは、周辺領域１０ｂで囲まれている。
【0016】
第１基板１０の基板本体１９は、石英やガラス等の屈折率異方性を有しない透光性基板からなり、基板本体１９から第１配向膜１６までが第１基板１０に相当する。基板本体１９の第２基板２０側の面である一方面１９ｓの側において、表示領域１０ａの外側には、第１基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。端子１０２には、フレキシブル配線基板１０５が接続されており、第１基板１０には、フレキシブル配線基板１０５を介して各種電位や各種信号が入力される。
【0017】
基板本体１９の一方面１９ｓの側において、表示領域１０ａには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜等からなる透光性の複数の画素電極９ａ、および複数の画素電極９ａの各々に電気的に接続する画素スイッチング素子３０がマトリクス状に形成されている。また、基板本体１９と画素電極９ａとの間に積層された複数の絶縁膜１３の層間に配線１７が設けられる。画素電極９ａに対して第２基板２０側には第１配向膜１６が形成されており、画素電極９ａは、第１配向膜１６によって覆われている。
【0018】
第２基板２０の基板本体２９は、石英やガラス等の屈折率異方性を有しない透光性基板からなり、基板本体２９から第２配向膜２６までが第２基板２０に相当する。基板本体２９の第１基板１０側の面である一方面２９ｓの側には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の共通電極２１が形成されており、共通電極２１に対して第１基板１０側には第２配向膜２６が形成されている。共通電極２１は、第２基板２０の略全面に形成されている。共通電極２１に対して第１基板１０とは反対側には、金属または金属化合物等からなる遮光性の遮光層２８、および透光性の平坦化層２４が形成されている。遮光層２８は、例えば、表示領域１０ａの外周縁に沿って延在する額縁状の見切り２８ａとして形成されている。遮光層２８は、隣り合う画素電極９ａにより挟まれた領域と平面視で重なる領域にブラックマトリクスとして形成されることもある。
【0019】
本形態において、第１基板１０の周辺領域１０ｂのうち、見切り２８ａと平面視で重なる領域には、画素電極９ａと同時形成されたダミー画素電極９ｂが形成されている。
【0020】
第１基板１０には、シール材１０７より外側において第２基板２０の角部分と重なる領域に、第１基板１０と第２基板２０との間で電気的導通をとるための基板間導通用電極１０９が形成されている。基板間導通用電極１０９には、導電粒子を含んだ基板間導通材１０９ａが配置されており、第２基板２０の共通電極２１は、基板間導通材１０９ａおよび基板間導通用電極１０９を介して、第１基板１０側に電気的に接続されている。このため、共通電極２１は、第１基板１０の側から共通電位が印加されている。
【0021】
画素電極９ａおよび共通電極２１がＩＴＯ膜等の透光性導電層により形成されており、電気光学装置１は、透過型電気光学装置として構成されている。かかる電気光学装置１では、第１基板１０および第２基板２０のうち、一方側の基板から入射した光が他方側の基板を透過して出射される間に変調されて画像を表示する。本形態では、矢印Ｌで示すように、第２基板２０から入射した光が第１基板１０を透過して出射される間に液晶層５によって画素毎に変調され、画像を表示する。
【0022】
１－３．防塵用の透光性基板の構成
図２に示すように、電気光学装置１を後述する投射型表示装置のライトバルブ等として使用する場合、第２基板２０の基板本体２９の第１基板１０とは反対側の他方面２９ｔには、防塵用の第１透光板４１が接着剤等によって接合されている。第１基板１０の基板本体２９の第２基板２０とは反対側の他方面１９ｔには、防塵用の第２透光板４２が接着剤等によって接合されている。従って、液晶パネル１００に直接、塵等の異物が付着することがないので、異物が画像に映り込むことを抑制することができる。第１透光板４１および第２透光板４２は各々、石英やガラス等の屈折率異方性を有しない基板からなる。
図２に示すように、電気光学装置１を後述する投射型表示装置のライトバルブ等として使用する場合、第２基板２０の基板本体２９の第１基板１０とは反対側の他方面２９ｔには、防塵用の第１透光板４１が接着剤等によって接合されている。第１基板１０の基板本体２９の第２基板２０とは反対側の他方面１９ｔには、防塵用の第２透光板４２が接着剤等によって接合されている。従って、液晶パネル１００に直接、塵等の異物が付着することがないので、異物が画像に映り込むことを抑制することができる。第１透光板４１および第２透光板４２は各々、石英やガラス等の屈折率異方性を有しない基板からなる。
【0023】
１－４．液晶層５等の構成
図３は、図２に示す電気光学装置１の液晶分子５ａ等を模式的に示す説明図である。図３に示すように、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ≦２）、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜である。従って、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、カラムと称せられる柱状体１６ａ、２６ａが第１基板１０および第２基板２０に対して斜めに形成された柱状構造体層からなる。それ故、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、液晶層５に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子５ａを第１基板１０および第２基板２０に対して斜め傾斜配向させ、液晶分子５ａにプレチルトを付している。
図３は、図２に示す電気光学装置１の液晶分子５ａ等を模式的に示す説明図である。図３に示すように、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、ＳｉＯｘ（ｘ≦２）、ＴｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の斜方蒸着膜からなる無機配向膜である。従って、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、カラムと称せられる柱状体１６ａ、２６ａが第１基板１０および第２基板２０に対して斜めに形成された柱状構造体層からなる。それ故、第１配向膜１６および第２配向膜２６は、液晶層５に用いた負の誘電率異方性を備えた液晶分子５ａを第１基板１０および第２基板２０に対して斜め傾斜配向させ、液晶分子５ａにプレチルトを付している。
【0024】
ここで、画素電極９ａと共通電極２１との間に電圧を印加しない状態で、第１基板１０および第２基板２０に対して垂直な方向と液晶分子５ａの長軸方向（配向方向）とがなす角度がプレチルト角θｐである。本実施形態において、プレチルト角θｐは、例えば５°である。
【0025】
このようにして、電気光学装置１は、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの電気光学装置として構成されている。かかる電気光学装置１では、画素電極９ａと共通電極２１との間に電圧が印加されると、液晶分子５ａは、点線で示すように、第１基板１０および第２基板２０に対する傾き角が小さくなる方向に変位する。かかる変位の方向がいわゆる明視方向である。本形態においては、図１に示すように、液晶分子５ａの配向方向Ｐ（明視方向）は、平面視において、時計の４時３０分の方向から１０時３０分に向かう方向である。
【0026】
１－５．第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の構成等
図４は、本発明の参考例１に係る電気光学装置の説明図である。図５は、本発明の参考例２に係る電気光学装置の説明図である。図６は、図２に示す電気光学装置１の画像の品位と位相差素子の位相差Ｒとの関係を示すグラフである。図４および図５において、第１偏光板５１の偏光軸、第１位相差層６１の遅相軸、液晶パネル１００における液晶分子の配向方向、第１位相差層６２の遅相軸、および第１偏光板５１の偏光軸を各々点線の矢印で示し、光の偏光状態等は実線の矢印で示してある。
図４は、本発明の参考例１に係る電気光学装置の説明図である。図５は、本発明の参考例２に係る電気光学装置の説明図である。図６は、図２に示す電気光学装置１の画像の品位と位相差素子の位相差Ｒとの関係を示すグラフである。図４および図５において、第１偏光板５１の偏光軸、第１位相差層６１の遅相軸、液晶パネル１００における液晶分子の配向方向、第１位相差層６２の遅相軸、および第１偏光板５１の偏光軸を各々点線の矢印で示し、光の偏光状態等は実線の矢印で示してある。
【0027】
本形態において、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は、例えば、無機材料からなる。第１位相差素子６１および第２位相差素子６２としては、水晶やサファイア等の複屈折性結晶を用いることができる。また、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、透光性基板に形成された斜方蒸着膜によって構成することもできる。
【0028】
第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は、有機材料によって構成されることもある。より具体的には、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリスルフォン、ポリシクロオレフィン等の有機ポリマーの延伸や光配向によって異方性を付与したシート部材によって構成されることもある。この場合、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、透光性基板に貼付された状態で用いられる。
【0029】
本形態において、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、液晶パネル１００への入射光の波長をλとしたとき、以下の条件
０＜Ｒ＜λ／４
好ましくは、λ／１２＜Ｒ＜λ／６
を満たす位相差Ｒを有する。例えば、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、λ／８の位相差Ｒを有する。
０＜Ｒ＜λ／４
好ましくは、λ／１２＜Ｒ＜λ／６
を満たす位相差Ｒを有する。例えば、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、λ／８の位相差Ｒを有する。
【0030】
以下、図４、図５および図６を参照して、位相差Ｒについて説明する。第１位相差素子６１および第２位相差素子６２が存在しない場合、図４に示すように、第１偏光素子５１から出射された第１直線偏光が液晶パネル１００に入射する。ここで、画素が、黒表示に対応するオフ状態である場合、液晶パネル１００からは第１直線偏光の光が出射されるので、第２偏光素子５２からは出射さない。
【0031】
これに対して、画素が、白表示に対応するオン状態にある場合、液晶パネル１００から第２直線偏光の光が出射され、かかる第２直線偏光の光は、第２偏光素子５２から出射される。
【0032】
その際の出射光量Ｉは、以下の式で示される。
Ｉ＝Ｉ０・ｓｉｎ２（２θ）・ｓｉｎ２（ｎ・Δｎｄ／λ） ・・式（１）
Ｉ０＝入射光量
θ＝液晶層の配向方向と偏光素子の偏光軸とが成す角度
ｎ＝液晶層の屈折率
Δｎｄ＝液晶層のリダーデーション
λ＝入射光の波長
Ｉ＝Ｉ０・ｓｉｎ２（２θ）・ｓｉｎ２（ｎ・Δｎｄ／λ） ・・式（１）
Ｉ０＝入射光量
θ＝液晶層の配向方向と偏光素子の偏光軸とが成す角度
ｎ＝液晶層の屈折率
Δｎｄ＝液晶層のリダーデーション
λ＝入射光の波長
【0033】
従って、出射光量Ｉは、液晶層の配向方向と偏光素子の偏光軸とが成す角度θの影響を受ける。ここで、偏光素子の偏光軸は、液晶パネル１００に入射する第１直線偏光の光の光軸方向に相当する。従って、横電界によって液晶分子の配向が乱れると、その影響が出射光量Ｉが及ぶ結果、白画面に黒い部分が発生することになる。
【0034】
一方、λ／４の位相差を有する１／４λ位相差素子では、直線偏光化された入射光が、その振動方向が１／４λ位相差素子の遅相軸に対してθ＝＋４５゜の角度で入射したとき、１／４λ位相差素子からの出射光は右回りの円偏光となる。これに対して、入射光の振動方向と１／４λ位相差素子の遅相軸とがθ＝－４５゜の角度をなすときは左回りの円偏光となる。従って、図５に示すように、液晶パネル１００において、第１偏光素子５１から出射された第１直線偏光が第１位相差素子６１に入射して液晶パネル１００に右回りの円偏光が入射したとする。ここで、画素が、黒表示に対応するオフ状態にある場合、液晶パネル１００からは右回りの円偏光が出射される結果、右回りの円偏光が第２位相差素子６２に入射する。従って、第２位相差素子６２からは第１直線偏光の光が出射されるので、第２偏光素子５２からは出射さない。
【0035】
これに対して、画素が、白表示に対応するオン状態にある場合、液晶パネル１００からは左回りの円偏光が出射される結果、左回りの円偏光が第２位相差素子６２に入射する。従って、第２位相差素子６２からは第２直線偏光の光が出射され、かかる第２直線偏光の光は、第２偏光素子５２から出射される。
【0036】
ここで、液晶パネル１００に入射する光が円偏光の場合、式（１）におけるｓｉｎ２（２θ）の項が存在しないので、出射光量Ｉは、以下の式で示される。それ故、横電界によって液晶分子の配向が乱れても、その影響が出射光量Ｉが及ばないため、白画面に黒い部分が発生することを抑制することができる。それ故、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差をλ／４に設定すれば、配向不良の影響を最も抑制することができる。
Ｉ＝Ｉ０・ｓｉｎ２（ｎ・Δｎｄ／λ） ・・式（２）
Ｉ＝Ｉ０・ｓｉｎ２（ｎ・Δｎｄ／λ） ・・式（２）
【0037】
しかしながら、円偏光の場合、液晶パネル１００に入射した光が配線の側面等で反射した際の位相変化によって光漏れが発生しやすく、図６を参照して以下に説明するように、コントラスト比が低下しやすい。
【0038】
図６には、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒを０からλ／４まで変化させた場合における電気光学装置１の配向不良への影響およびコントラスト比の変化を示してある。横軸は、コントラスト比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｒａｔｉｏ）であり、右側が、コントラスト比が高いことを示し、縦軸は、配向不良度合であり、上側が配向不良の影響が大きいことを示す。図６に示すように、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒが０の場合、コントラスト比が高い一方、配向不良の影響が大きい。また、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒをλ／４に近づけていくと、配向不良の影響を抑制される一方、コントラスト比が低下していく。かかる結果に基づいて、本実施形態では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒを以下の条件に設定してある。
０＜Ｒ＜λ／４
０＜Ｒ＜λ／４
【0039】
従って、配向不良の影響を抑制しつつ、コントラスト比の低下を抑制することができる。ここで、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒは、以下の条件に設定することが好ましい。
λ／１２＜Ｒ＜λ／６
λ／１２＜Ｒ＜λ／６
【0040】
例えば、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差Ｒをλ／８に設定することが好ましい。かかる構成によれば、電気光学装置１において、配向不良の影響をより適正に抑制しつつ、コントラスト比の低下をより回避することができる。
【0041】
２．第２実施形態
図７は、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。本形態および以下に説明する形態は、基本的な構成が第１実施形態と同様である。従って、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。本形態および以下に説明する形態は、基本的な構成が第１実施形態と同様である。従って、共通する部分には同一の符号を付して図示し、それらの説明を省略する。
【0042】
図７に示すように、本形態の電気光学装置１において、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、液晶パネル１００に固定されている。本形態において、液晶パネル１００には防塵用の第１透光板４１および第２透光板４２が接着剤等によって固定されていることから、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、第１透光板４１および第２透光板４２を介して液晶パネル１００に固定されている。
【0043】
より具体的には、第１位相差素子６１は第１透光板４１の液晶パネル１００とは反対側の面に固定され、第２位相差素子６２は第２透光板４２の液晶パネル１００とは反対側の面に接着等の固定されている。ここで、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は、例えば、第１透光板４１および第２透光板４２に直接、固定されている。また、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２は各々、透光性の支持板に貼付され、支持板が第１透光板４１および第２透光板４２に固定されている態様であってもよい。
【0044】
また、第１位相差素子６１は第１透光板４１と液晶パネル１００との間に固定され、第２位相差素子６２は第２透光板４２と液晶パネル１００との間に固定されている構成であってもよい。この場合、第１位相差素子６１は第１透光板４１、および液晶パネル１００の第２基板２０の双方に接着剤等によって固定され、第２位相差素子６２は第２透光板４２、および液晶パネル１００の第１基板１０の双方に接着剤等によって固定される。
【0045】
２－１．第２実施形態の変形例
図８は、本発明の第２実施形態の変形例に係る電気光学装置１の説明図である。図８に示すように、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を液晶パネル１００に固定するにあたって、第１透光板４１の液晶パネル１００とは反対側の面、および第２透光板４２の液晶パネル１００とは反対側の面に斜方蒸着した無機膜によって第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を構成してもよい。
図８は、本発明の第２実施形態の変形例に係る電気光学装置１の説明図である。図８に示すように、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を液晶パネル１００に固定するにあたって、第１透光板４１の液晶パネル１００とは反対側の面、および第２透光板４２の液晶パネル１００とは反対側の面に斜方蒸着した無機膜によって第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を構成してもよい。
【0046】
また、第１位相差素子６１は第１透光板４１と液晶パネル１００との間に固定され、第２位相差素子６２は第２透光板４２と液晶パネル１００との間に固定されている構成であってもよい。この場合、第１位相差素子６１を構成する無機膜は第１透光板４１、または液晶パネル１００の第２基板２０に形成され、第２位相差素子６２を構成する無機膜は第２透光板４２、または液晶パネル１００の第１基板１０に形成される。
【0047】
３．第３実施形態
図９は、本発明の第３実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図９に示すように、本形態の電気光学装置１において、第１偏光素子５１と液晶パネル１００との間には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と液晶パネル１００との間には、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７が配置されている。例えば、第１偏光素子５１と第１位相差素子６１との間に第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と第２位相差素子６２との間に第２λ／２位相差素子６７が配置されている。従って、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６によって広い領域対応可能な広帯域位相差素子を構成することができ、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７によって広い領域対応可能な広帯域位相差素子を構成することができる。
図９は、本発明の第３実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図９に示すように、本形態の電気光学装置１において、第１偏光素子５１と液晶パネル１００との間には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と液晶パネル１００との間には、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７が配置されている。例えば、第１偏光素子５１と第１位相差素子６１との間に第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と第２位相差素子６２との間に第２λ／２位相差素子６７が配置されている。従って、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６によって広い領域対応可能な広帯域位相差素子を構成することができ、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７によって広い領域対応可能な広帯域位相差素子を構成することができる。
【0048】
ここで、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６は各々、無機材料あるいは有機材料からなり、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７は各々、無機材料あるいは有機材料からなる。
【0049】
３－１．第３実施形態の変形例１
図１０は、本発明の第３実施形態の変形例１に係る電気光学装置１の説明図である。図１０に示すように、本形態の電気光学装置１においても、第３実施形態と同様、第１偏光素子５１と液晶パネル１００との間には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と液晶パネル１００との間には、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７が配置されている。ここで、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６は一体の光学素子６８として液晶パネル１００に固定され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７は一体の光学素子６９として液晶パネル１００に固定されている。より具体的には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６は一体の光学素子６８として第１透光板４１を介して液晶パネル１００に固定され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７は一体の光学素子６９として第２透光板４２を介して液晶パネル１００に固定されている。
図１０は、本発明の第３実施形態の変形例１に係る電気光学装置１の説明図である。図１０に示すように、本形態の電気光学装置１においても、第３実施形態と同様、第１偏光素子５１と液晶パネル１００との間には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６が配置され、第２偏光素子５２と液晶パネル１００との間には、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７が配置されている。ここで、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６は一体の光学素子６８として液晶パネル１００に固定され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７は一体の光学素子６９として液晶パネル１００に固定されている。より具体的には、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６は一体の光学素子６８として第１透光板４１を介して液晶パネル１００に固定され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７は一体の光学素子６９として第２透光板４２を介して液晶パネル１００に固定されている。
【0050】
本形態において、光学素子６８では、第１位相差素子６１と第１λ／２位相差素子６６とは直接、あるいは透光性の支持板を介して固定され、光学素子６９では、第２位相差素子６２と第２λ／２位相差素子６７とは直接、あるいは透光性の支持板を介して固定される。
【0051】
なお、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６からなる光学素子６８が第１透光板４１と液晶パネル１００との間に配置され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７からなる光学素子６９が第２透光板４２と液晶パネル１００との間に配置されている態様であってもよい。この場合、第１位相差素子６１および第１λ／２位相差素子６６からなる光学素子６８が第１透光板４１、および液晶パネル１００の第２基板２０の双方に接着剤等によって固定され、第２位相差素子６２および第２λ／２位相差素子６７からなる光学素子６９が第２透光板４２、および液晶パネル１００の第１基板１０の双方に接着剤等によって固定される。
【0052】
３－２．第３実施形態の変形例２
図１１は、本発明の第３実施形態の変形例２に係る電気光学装置１の説明図である。図１１に示すように、図１０に示す光学素子６８を構成するにあたっては、第１位相差素子６１を構成する斜方蒸着膜と第１λ／２位相差素子６６を構成する斜方蒸着膜とが積層されている態様を採用することができる。また、図１０に示す光学素子６９を構成するにあたっては、第２位相差素子６２を構成する斜方蒸着膜と第２λ／２位相差素子６７を構成する斜方蒸着膜とが積層されている態様を採用することができる。
図１１は、本発明の第３実施形態の変形例２に係る電気光学装置１の説明図である。図１１に示すように、図１０に示す光学素子６８を構成するにあたっては、第１位相差素子６１を構成する斜方蒸着膜と第１λ／２位相差素子６６を構成する斜方蒸着膜とが積層されている態様を採用することができる。また、図１０に示す光学素子６９を構成するにあたっては、第２位相差素子６２を構成する斜方蒸着膜と第２λ／２位相差素子６７を構成する斜方蒸着膜とが積層されている態様を採用することができる。
【0053】
４．第４実施形態
図１２は、本発明の第４実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図１２に示すように、電気光学装置１では、Ｃプレート、ＯプレートまたはＡプレートからなる光学補償素子７１を１種類あるいは複数種類設け、コントラストや視野角特性を高めてもよい。なお、光学補償板の配置としては、パネルと位相差板の間に配置することが光学的には好ましく、補償効果が高くなる。しかし、位相差板６１を作製上先に設ける必要がある場合や、別途、位相差板６１の外側に補償板を設ける必要になった場合には、この配置でも少なからず補償効果が得ることが可能になる。
図１２は、本発明の第４実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図１２に示すように、電気光学装置１では、Ｃプレート、ＯプレートまたはＡプレートからなる光学補償素子７１を１種類あるいは複数種類設け、コントラストや視野角特性を高めてもよい。なお、光学補償板の配置としては、パネルと位相差板の間に配置することが光学的には好ましく、補償効果が高くなる。しかし、位相差板６１を作製上先に設ける必要がある場合や、別途、位相差板６１の外側に補償板を設ける必要になった場合には、この配置でも少なからず補償効果が得ることが可能になる。
【0054】
Ｃプレート、ＯプレートおよびＡプレートは、屈折率の３次元分布を示す屈折率楕円体は、以下のように定義される。ここで、第１基板１０または第２基板２０の基板面内の座標軸をＸＹ軸とし、法線方向をＺ軸とする。Ｘ軸方向の主屈折率をＮｘとし、Ｙ軸方向の主屈折率をＮｙとし、Ｚ軸方向の主屈折率をＮｚとする。
【0055】
Ａプレート（正のＡプレート）は、以下の条件式
Ｎｘ＞Ｎｙ＝Ｎｚ
を満たす。
Ｎｘ＞Ｎｙ＝Ｎｚ
を満たす。
【0056】
Ｃプレート（負のＣプレート）は、以下の条件式
Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚ
を満たす。
Ｎｘ＝Ｎｙ＞Ｎｚ
を満たす。
【0057】
Ｏプレートは、屈折率楕円体自体が基板に対して傾いているものであり、例えば、Ｎｘ＞Ｎｙ＞Ｎｚに対してＹ軸を回転軸として、基板法線からある角度で傾いており、基板法線から見た時には、ＸＹ平面による楕円体断面における遅相軸がＹ軸方向になる。ただし、上記の条件に限定されるわけではなく、楕円体形状およびその傾きによって、Ｙ軸方向が進相軸になってもよい。
【0058】
光学補償素子７１は、無機材料あるいは有機材料からなる。光学補償素子７１が無機材料からなるＣプレートである場合、光学補償素子７１は、例えば、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した無機膜からなる。高屈折率層は、タンタル酸化膜、ニオブ酸化膜、チタン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等からなる。例えば、高屈折率層は、屈折率が２．３のニオブ酸化膜で形成され、低屈折率層は、屈折率が１．５のシリコン酸化膜で形成される。光学補償素子７１が無機材料からなるＯプレートである場合、光学補償素子７１は、タンタル酸化膜等の無機膜を斜方蒸着することにより形成される。
【0059】
４－１．第４実施形態の変形例
図１３は、本発明の第４実施形態の変形例１に係る電気光学装置１の説明図である。図１３に示すように、電気光学装置１では、複数の画素電極９ａの各々に対して平面視で１対１の関係をもって重なる複数のマイクロレンズ２２０を備えたレンズアレイ２２を第２基板２０に設け、光の利用効率を高めることがある。レンズアレイ２２を形成するにあたって、基板本体２９の一方面２９ｓには、複数の画素電極９ａの各々と平面視で一対一の関係をもって平面視で重なる凹曲面からなるレンズ面が複数形成されている。また、基板本体２９の一方面２９ｓと平坦化層２４との間には、透光性のレンズ層２３が積層され、レンズ層２３は、基板本体２９と反対側の面が平坦面になっている。基板本体２９とレンズ層２３とは屈折率が相違しており、レンズ面およびレンズ層２３は、マイクロレンズ２２０を構成している。本形態において、レンズ層２３の屈折率は、基板本体２９の屈折率より大である。例えば、基板本体２９は石英基板（シリコン酸化物、ＳｉＯ２）からなり、屈折率が１．４８であるのに対して、レンズ層２３は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）からなり、屈折率が１．５８～１．６８である。それ故、マイクロレンズ２２０は、光源からの光を収束させる正のパワーを有している。
図１３は、本発明の第４実施形態の変形例１に係る電気光学装置１の説明図である。図１３に示すように、電気光学装置１では、複数の画素電極９ａの各々に対して平面視で１対１の関係をもって重なる複数のマイクロレンズ２２０を備えたレンズアレイ２２を第２基板２０に設け、光の利用効率を高めることがある。レンズアレイ２２を形成するにあたって、基板本体２９の一方面２９ｓには、複数の画素電極９ａの各々と平面視で一対一の関係をもって平面視で重なる凹曲面からなるレンズ面が複数形成されている。また、基板本体２９の一方面２９ｓと平坦化層２４との間には、透光性のレンズ層２３が積層され、レンズ層２３は、基板本体２９と反対側の面が平坦面になっている。基板本体２９とレンズ層２３とは屈折率が相違しており、レンズ面およびレンズ層２３は、マイクロレンズ２２０を構成している。本形態において、レンズ層２３の屈折率は、基板本体２９の屈折率より大である。例えば、基板本体２９は石英基板（シリコン酸化物、ＳｉＯ２）からなり、屈折率が１．４８であるのに対して、レンズ層２３は、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ）からなり、屈折率が１．５８～１．６８である。それ故、マイクロレンズ２２０は、光源からの光を収束させる正のパワーを有している。
【0060】
ここで、光学補償素子７１は、レンズアレイ２２と液晶層５との間を避けた位置に設けられている。例えば、光学補償素子７１は、レンズ層２３と平坦化層２４との間に積層された無機膜である。かかる態様によれば、光学補償素子７１および液晶層５では、光線の入射角が等しいので、光学補償素子７１によって液晶層５の光学補償を適正に行うことができる。なお、光学補償素子７１は、例えば、第１基板１０において、画素電極９ａと絶縁膜１３との間に設けてもよい。
【0061】
５．第５実施形態
図１４は、第５実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図１４に示すように、本形態の電気光学装置１においては、各光学部材の両面のうち、空気と接する面には、低屈折率層と高屈折率層との積層膜等からなる反射防止層８０が形成されている。従って、各光学部材と空気との界面での反射を抑制することができるので、反射による表示光の損失や迷光の発生等を抑制することができる。
図１４は、第５実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。図１４に示すように、本形態の電気光学装置１においては、各光学部材の両面のうち、空気と接する面には、低屈折率層と高屈折率層との積層膜等からなる反射防止層８０が形成されている。従って、各光学部材と空気との界面での反射を抑制することができるので、反射による表示光の損失や迷光の発生等を抑制することができる。
【0062】
本形態では、第１偏光素子５１および第２偏光素子５２は、各々の両面が空気と接しているため、第１偏光素子５１および第２偏光素子５２の各々の両面に反射防止層８０が形成されている。また、第１位相差素子６１の第１偏光素子５１側の面、および第２位相差素子６２の第２偏光素子５２側の面が空気と接しているため、第１位相差素子６１の第１偏光素子５１側の面、および第２位相差素子６２の第２偏光素子５２側の面に反射防止層８０が形成されている。
【0063】
６．第６実施形態
図１５は、本発明の第６実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。第１実施形態から第４実施形態に係る電気光学装置１では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を設けたため、配向不良の影響をより適正に抑制しつつ、コントラスト比の低下をより回避することができる。ここで、ビジネス系の電子機器において電気光学装置１によって画像を表示する場合、文字や線を表示することが多く、先に示した液晶配向不良による表示不良によって、文字や線が太くなることが問題となるため、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を設けることにより、配向不良の影響をより適正に抑制することが好ましい。
図１５は、本発明の第６実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。第１実施形態から第４実施形態に係る電気光学装置１では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を設けたため、配向不良の影響をより適正に抑制しつつ、コントラスト比の低下をより回避することができる。ここで、ビジネス系の電子機器において電気光学装置１によって画像を表示する場合、文字や線を表示することが多く、先に示した液晶配向不良による表示不良によって、文字や線が太くなることが問題となるため、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を設けることにより、配向不良の影響をより適正に抑制することが好ましい。
【0064】
これに対して、ホーム系の電子機器において電気光学装置１によって画像を表示する場合、自然画やアニメーション等を中心とした映像になるため、文字や線の太りは認識し難く、それよりはコントラス比の方が重要視される。その場合、図６から分かるように、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２が設けなければ、コントラス比が高いことが分かる。
【0065】
そこで、本形態では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を各々、他の光学部材に固定せず、第１偏光素子５１から液晶パネル１００を経由して第２偏光素子５２に至る光路上に位置する第１状態と、かかる光路から外れた第２状態とに切り替える切り替え機構が設けられている。例えば、図１５に示すように、第１位相差素子６１を第１偏光素子５１から液晶パネル１００に至る光路から外れた位置まで移動させるガイド９１０等を備えた切り替え機構９１と、第２位相差素子６２を液晶パネル１００から第２偏光素子５２に至る光路から外れた位置まで移動させるガイド９２０等を備えた切り替え機構９２とが設けられている。従って、電気光学装置１によって文字や線を主に表示する場合には、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路上に配置し、電気光学装置１によって自然画やアニメーション等を主に表示する場合には、切り替え機構９１、９２を利用して、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路から外すことができる。
【0066】
７．第７実施形態
図１６は、第７実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。本形態では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を各々、第１偏光素子５１から液晶パネル１００を経由して第２偏光素子５２に至る光路上に位置する第１状態と、かかる光路から外れた第２状態とに切り替えるにあたって、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を各々、面内方向に沿って回転させる。
図１６は、第７実施形態に係る電気光学装置１の説明図である。本形態では、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を各々、第１偏光素子５１から液晶パネル１００を経由して第２偏光素子５２に至る光路上に位置する第１状態と、かかる光路から外れた第２状態とに切り替えるにあたって、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を各々、面内方向に沿って回転させる。
【0067】
より具体的には、例えば、図１６に示すように、切り替え機構９５は、第１位相差素子６１および第１偏光素子５１を支持するフレーム９６を有するとともに、フレーム９６には、スプリングやゴム等の弾性体９８によって、第１位相差素子６１が設けられた支持板６０が支持されている。また、フレーム９６には、フレーム９６の相対向する２か所に調整ネジ９７が設けられている。従って、調整ネジ９７によって支持板６０の端部を押圧することで、第１位相差素子６１の角度位置を調整することができる。第２位相差素子６２にも同様な切り替え機構９５が設けられている。従って、電気光学装置１によって文字や線を主に表示する場合には、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路において、第１位相差素子６１を遅相軸が第１偏光素子５１の偏光軸に４５°の角度を成すように設定し、第２位相差素子６２を遅相軸が第２偏光素子５２の偏光軸に４５°の角度を成すように設定する。一方、電気光学装置１によって自然画やアニメーション等を主に表示する場合には、切り替え機構９５を利用して、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を面内方向で回転させ、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路において、第１位相差素子６１を遅相軸が第１偏光素子５１の偏光軸に直交または平行となるように設定し、第２位相差素子６２を遅相軸が第２偏光素子５２の偏光軸に直交または平行となるように設定する。その結果、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路から外さなくても、第１位相差素子６１および第２位相差素子６２を光路から外した場合と同様な状態となる。それ故、光路周辺に余計なスペースを設けなくても、自然画やアニメーション等の表示に適した構成とすることができる。
【0068】
８．電子機器への搭載例
図１７は、本発明を適用した電気光学装置１を用いた投射型表示装置の概略構成図である。図１７に示す投射型表示装置は、電気光学装置１を用いた電子機器の一例である。なお、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の電気光学装置１が用いられているが、いずれの電気光学装置にも、本発明を適用した電気光学装置１が用いられている。
図１７は、本発明を適用した電気光学装置１を用いた投射型表示装置の概略構成図である。図１７に示す投射型表示装置は、電気光学装置１を用いた電子機器の一例である。なお、以下の説明では、互いに異なる波長域の光が供給される複数の電気光学装置１が用いられているが、いずれの電気光学装置にも、本発明を適用した電気光学装置１が用いられている。
【0069】
図１７に示す投射型表示装置は、前方に設けられたスクリーン２１１に映像を投射する前方投影型のプロジェクター２１０である。投射型表示装置２１０は、光源２１２と、ダイクロイックミラー２１３、２１４と、本発明を適用した電気光学装置を成す３つのライトバルブ（赤色光用電気光学装置１（ｒ）、緑色光用電気光学装置１（ｇ）、および青色光用電気光学装置１（ｂ）と、投射光学系２１８と、光路シフト素子２４０と、クロスダイクロイックプリズム２１９（色合成光学系）と、リレー系２３０とを備えている。
【0070】
光源２１２は、例えば、赤色光、緑色光および青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプ、半導体レーザー等で構成されている。ダイクロイックミラー２１３は、光源２１２からの赤色光Ｌｒを透過させるとともに緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂを反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー２１４は、ダイクロイックミラー２１３で反射された緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂのうち青色光Ｌｂを透過させるとともに緑色光Ｌｇを反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー２１３、２１４は、光源２１２から出射された光を赤色光Ｌｒと緑色光Ｌｇと青色光Ｌｂとに分離する色分離光学系を構成する。ダイクロイックミラー２１３と光源２１２との間には、インテグレーター２２１および偏光変換素子２２２が光源２１２から順に配置されている。インテグレーター２２１は、光源２１２から照射された光の照度分布を均一化する。偏光変換素子２２２は、光源２１２からの光を例えばｓ偏光のような特定の振動方向を有する直線偏光に変換する。
【0071】
赤色光用電気光学装置１（ｒ）は、ダイクロイックミラー２１３を透過して反射ミラー２２３で反射した赤色光Ｌｒを画像信号に応じて変調し、変調した赤色光Ｌｒをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて出射する。赤色光用電気光学装置１（ｒ）は、図１から図１６を参照して説明した構成を有している。例えば、赤色光用電気光学装置１（ｒ）は、第１偏光素子５１（Ｒ）、防塵用の第１透光板４１（ｒ）、液晶パネル１００（ｒ）、防塵用の第２透光板４２（ｒ）、および第２偏光素子５２（ｒ）を備えている。また、赤色光用電気光学装置１（ｒ）は、第１位相差素子６１（ｒ）、および第２位相差素子６２（ｒ）を有している。
【0072】
緑色光用電気光学装置１（ｇ）は、ダイクロイックミラー２１３で反射した後にダイクロイックミラー２１４で反射した緑色光Ｌｇを、画像信号に応じて緑色光ＬＧを変調し、変調した緑色光ＬＧをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて出射する。緑色光用電気光学装置１（ｇ）は、図１から図１６を参照して説明した構成を有している。例えば、緑色光用電気光学装置１（ｇ）は、赤色光用電気光学装置１（ｒ）と同様に、第１偏光素子５１（ｇ）、防塵用の第１透光板４１（ｇ）、液晶パネル１００（ｇ）、防塵用の第２透光板４２（ｇ）、および第２偏光素子５２（ｇ）を備えている。また、緑色光用電気光学装置１（ｇ）は、第１位相差素子６１（ｇ）、および第２位相差素子６２（ｇ）を有している。
【0073】
青色光用電気光学装置１（ｂ）は、ダイクロイックミラー２１３で反射し、ダイクロイックミラー２１４を透過した後でリレー系２３０を経た青色光Ｌｂを画像信号に応じて変調し、変調した青色光Ｌｂをクロスダイクロイックプリズム２１９に向けて出射する。青色光用電気光学装置１（ｂ）は、図１から図１６を参照して説明した構成を有している。例えば、青色光用電気光学装置１（ｂ）は、赤色光用電気光学装置１（ｒ）、および緑色光用電気光学装置１（ｇ）と同様に、第１偏光素子５１（ｂ）、防塵用の第１透光板４１（ｂ）、液晶パネル１００（ｂ）、防塵用の第２透光板４２（ｂ）、および第２偏光素子５２（ｂ）を備えている。また、青色光用電気光学装置１（ｂ）は、第１位相差素子６１（ｂ）、および第２位相差素子６２（ｂ）を有している。
【0074】
リレー系２３０は、リレーマイクロレンズ２２４ａ、２２４ｂと反射ミラー２２５ａ、２２５ｂとを備えている。リレーマイクロレンズ２２４ａ、２２４ｂは、青色光Ｌｂの光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。リレーマイクロレンズ２２４ａは、ダイクロイックミラー２１４と反射ミラー２２５ａとの間に配置されている。
【0075】
リレーマイクロレンズ２２４ｂは、反射ミラー２２５ａ、２２５ｂの間に配置されている。反射ミラー２２５ａは、ダイクロイックミラー２１４を透過してリレーマイクロレンズ２２４ａから出射した青色光Ｌｂをリレーマイクロレンズ２２４ｂに向けて反射するように配置されている。反射ミラー２２５ｂは、リレーマイクロレンズ２２４ｂから出射した青色光Ｌｂを青色光用電気光学装置１（ｂ）に向けて反射するように配置されている。
【0076】
クロスダイクロイックプリズム２１９は、２つのダイクロイック膜２１９ａ、２１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。ダイクロイック膜２１９ａは青色光Ｌｂを反射して緑色光Ｌｇを透過する。ダイクロイック膜２１９ｂは赤色光Ｌｒを反射して緑色光Ｌｇを透過する。
【0077】
従って、クロスダイクロイックプリズム２１９は、赤色光用電気光学装置１（ｒ）、緑色光用電気光学装置１（ｇ）、および青色光用電気光学装置１（ｂ）の各々で変調された赤色光Ｌｒと緑色光Ｌｇと青色光Ｌｂとを合成し、投射光学系２１８に向けて出射するように構成されている。投射光学系２１８は、投影マイクロレンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム２１９で合成された光をスクリーン２１１に投射するように構成されている。
【0078】
このように構成した投射型表示装置２１０において、緑色光用電気光学装置１（ｇ）、および青色光用電気光学装置１（ｂ）には、異なる波長の光が入射することから、赤色光用電気光学装置１（ｒ）、緑色光用電気光学装置１（ｇ）、および青色光用電気光学装置１（ｂ）のうち、少なくとも２つの電気光学装置では、上記した第１位相差素子６１および第２位相差素子６２が有する位相差を電気光学装置毎に異ならせてもよい。また、赤色光用電気光学装置１（ｒ）、緑色光用電気光学装置１（ｇ）、および青色光用電気光学装置１（ｂ）では、上記した第１位相差素子６１および第２位相差素子６２が有する位相差を電気光学装置毎に異ならせてもよい。例えば、赤色光用電気光学装置１（ｒ）に入射する赤色光の中心波長を６１０ｎｍとし、緑色光用電気光学装置１（ｇ）に入射する緑色光の中心波長を５５０ｎｍとし、青色光用電気光学装置１（ｂ）に入射する青色光の中心波長を４７０ｎｍとして、各電気光学装置１に用いる第１位相差素子６１および第２位相差素子６２の位相差を適正な値に設定してもよい。
【0079】
さらに、投射光学系２１８は、光路シフト素子２４０を含む。電気光学装置１は、光源２１２からの光を変調し、画像を生成する。光路シフト素子２４０は、生成された画像のスクリーン２１１への投射位置を所定の期間毎にシフトさせ、投射画像の解像度を高めることができる。よって、プロジェクター２１０は、電気光学装置１を適用することにより、横電界等による液晶分子の配向の乱れやディスクリネーションによる影響を緩和しつつ、コントラスト比の低下を抑制し、解像度および高品質の画像を表示することができる。
【0080】
８－１．他の電子機器
本発明を適用した電気光学装置１は、投射型表示装置において、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源、レーザー光源等を用い、かかる光源から出射された色光を各々、別の電気光学装置に供給するように構成してもよい。
本発明を適用した電気光学装置１は、投射型表示装置において、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源、レーザー光源等を用い、かかる光源から出射された色光を各々、別の電気光学装置に供給するように構成してもよい。
【0081】
また、電気光学装置１は、投射画像を観察する側から投射する前方投射型プロジェクターに限らず、投射画像を観察する側とは反対の側から投射する後方投射型プロジェクターに用いてもよい。
【0082】
また、電気光学装置１を適用可能な電子機器は、投射型表示装置２１０に限定されない。電気光学装置１は、例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として用いてもよい。
【符号の説明】
【0083】
１…電気光学装置、５…液晶層、５ａ…液晶分子、９ａ…画素電極、１０…第１基板、１０ａ…表示領域、１６…第１配向膜、２０…第２基板、２１…共通電極、２２…レンズアレイ、２６…第２配向膜、４１…第１透光板、４２…第２透光板、５１…第１偏光素子、５２…第２偏光素子、６０…支持板、６１…第１位相差素子、６２…第２位相差素子、６６…第１λ／２位相差素子、６７…第２λ／２位相差素子、６８、６９…光学素子、７１…光学補償素子、８０…反射防止層、９１、９２、９５…切り替え機構、９６…フレーム、９７…調整ネジ、９８…弾性体、１００…液晶パネル、２１０…プロジェクター、２１１…スクリーン、２１２…光源、２１８…投射光学系、２１９…クロスダイクロイックプリズム、２２０…マイクロレンズ、２４０…光路シフト素子、９１０、９２０…ガイド
【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15】
【図16】
【図17】
