特開 2024-92314 偏光変調素子及び立体画像表示装置

(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】P2024092314

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】偏光変調素子及び立体画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/13 20060101AFI20240701BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20240701BHJP

   H04N 13/315 20180101ALI20240701BHJP

   G02B 30/24 20200101ALN20240701BHJP

【ＦＩ】

G02F1/13 505

G02F1/1333

H04N13/315

G02B30/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208149

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】518078142

【氏名又は名称】上海天馬微電子有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100183955

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 悟郎

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100180334

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 洋美

(74)【代理人】

【識別番号】100177149

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 浩義

(74)【代理人】

【識別番号】100174067

【弁理士】

【氏名又は名称】湯浅 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136342

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 成美

(72)【発明者】

【氏名】慶長 幸恵

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 哲史

(72)【発明者】

【氏名】住吉 研

【テーマコード（参考）】

2H088

2H189

2H199

5C061

【Ｆターム（参考）】

2H088EA07

2H088EA10

2H088EA47

2H088GA02

2H088HA03

2H088HA28

2H088JA05

2H088KA02

2H088KA06

2H088KA11

2H088KA26

2H088MA09

2H189AA29

2H189AA30

2H189AA32

2H189HA16

2H189JA05

2H189KA01

2H189KA02

2H189KA07

2H189KA17

2H189LA05

2H189LA18

2H189NA13

2H199BA23

2H199BA28

2H199BB06

2H199BB09

2H199BB45

2H199BB52

5C061AA06

5C061AA11

5C061AB14

5C061AB16

(57)【要約】

【課題】低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる、偏光変調素子及び立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】偏光変調素子１０は、ねじれ方向が同じ、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のねじれネマティック液晶セル１１０～１４０を備える。ねじれネマティック液晶セル１１０～１４０のそれぞれのねじれ角の和が９０°である。少なくとも１つの、隣接するねじれネマティック液晶セル１２０，１３０において、光出射側基板の配向軸方向２２４と光入射側基板の配向軸方向２３２が直交している。その他の、隣接するねじれネマティック液晶セル１１０，１２０、１３０，１４０において、光出射側基板の配向軸方向２１４、２３４と光入射側基板の配向軸方向２２２、２４２は一致している。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ねじれ方向が同じ、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のねじれネマティック液晶セルを備え、
前記ねじれネマティック液晶セルのそれぞれは、液晶を挟持する、光入射側基板と光出射側基板とを有し、
前記ねじれネマティック液晶セルのそれぞれのねじれ角の和が９０°であり、
前記ねじれネマティック液晶セルは、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板と他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板とを対向させて、順次積層され、
少なくとも１つの、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交し、
前記少なくとも１つの、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルを除く、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向は一致している、
偏光変調素子。

【請求項2】

Ｎは偶数であり、
Ｎ／２番目の前記ねじれネマティック液晶セルと、（Ｎ／２）＋１番目の前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交している、
請求項１に記載の偏光変調素子。

【請求項3】

２つの、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交している、
請求項１に記載の偏光変調素子。

【請求項4】

Ｎが４であり、
１番目の前記ねじれネマティック液晶セルと２番目の前記ねじれネマティック液晶セルと、３番目の前記ねじれネマティック液晶セルと４番目の前記ねじれネマティック液晶セルとにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交している、
請求項３に記載の偏光変調素子。

【請求項5】

Ｎが６であり、
１番目の前記ねじれネマティック液晶セルと２番目の前記ねじれネマティック液晶セルと、４番目の前記ねじれネマティック液晶セルと５番目の前記ねじれネマティック液晶セルとにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交している、
請求項３に記載の偏光変調素子。

【請求項6】

Ｎが８であり、
２番目の前記ねじれネマティック液晶セルと３番目の前記ねじれネマティック液晶セルと、６番目の前記ねじれネマティック液晶セルと７番目の前記ねじれネマティック液晶セルとにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交している、
請求項３に記載の偏光変調素子。

【請求項7】

前記ねじれネマティック液晶セルのそれぞれのねじれ角が、等しい、
請求項１に記載の偏光変調素子。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の偏光変調素子と、
第１画像と第２画像とを順次に表示し、前記第１画像の表示光と前記第２画像の表示光とを、偏光方向が所定の第１方向である、前記偏光変調素子に入射する偏光光として出射する表示ユニットと、
前記偏光変調素子から出射された出射光が入射し、前記偏光変調素子から出射された前記出射光に対する焦点距離が、前記出射光の偏光方向によって異なる偏光二焦点レンズと、を備え、
前記第１画像と前記第２画像は、表示対象を、観察者から見て奥行き方向の異なる位置に位置する第１表示面と第２表示面のそれぞれに、前記観察者の側から投影した二次元画像であり、
前記偏光変調素子は、前記偏光光が前記第１画像の表示光である場合に、前記偏光光の偏光方向を前記所定の第１方向に維持して出射し、前記偏光光が前記第２画像の表示光である場合に、前記偏光光の偏光方向を前記所定の第１方向に直交する第２方向に変えて出射して、前記出射光の偏光方向を前記所定の第１方向と前記第２方向とに切り替えて出射し、
前記偏光二焦点レンズは、前記第１画像と前記第２画像のそれぞれを、前記第１表示面と前記第２表示面のそれぞれに、虚像として結像させる、
立体画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、偏光変調素子及び立体画像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ねじれネマティック液晶を利用した偏光変調素子を備える、表示装置、光スイッチ等が知られている。例えば、特許文献１は、２つの二次元画像を交互に表示する表示装置と、表示装置からの出射光を偏光光として出射する偏光板と、偏光板から出射された出射光の偏光方向を切り替える偏光切替装置（偏光変調素子）と、偏光型二焦点レンズとを備える三次元表示装置を開示している。また、特許文献２は、複数の液晶セルからなる液晶偏光回転子（偏光変調素子）を備える液晶光スイッチを開示している。

【0003】

特許文献２の液晶偏光回転子を構成する複数の液晶セルでは、セル厚とツイスト角との比がほぼ等しく、ねじれ方向が等しく、液晶セル間で光出射側基板に接する液晶層の液晶ダイレクタ方位角と光入射側基板に接する液晶層の液晶ダイレクタ方位角がほぼ等しい。これらにより、液晶セルのそれぞれのセル厚を薄くして、液晶セル（すなわち液晶光スイッチ）の応答時間の短縮を実現している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－１２９９８３号公報

【特許文献2】特開２００３－７５８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）セルでは、液晶層と基板（配向膜）との界面付近の液晶分子は、印加される電圧に応答しがたいので、液晶分子による複屈折が界面付近に残留する。光入射側基板に接する液晶層の液晶ダイレクタ方位角と光出射側基板に接する液晶層の液晶ダイレクタ方位角が互いに直交している９０°ＴＮセルでは、界面付近の液晶ダイレクタ方位角を入射する直線偏光の偏光方向に対して、０°と９０°にできる。この場合、９０°ＴＮセルに入射した直線偏光光は、光入射側基板と光出射側基板の界面付近に残留する複屈折の影響を受けず、偏光状態を維持されて、直線偏光として出射される。

【0006】

特許文献２では、９０°ＴＮセルを複数のＴＮ液晶セルに分割することにより、応答時間の短縮を実現している。９０°ＴＮセルを複数のＴＮセルに分割すると、界面付近の液晶ダイレクタ方位角が直線偏光の偏光方向に対して、０°又は９０°でない基板（光入射側基板と光出射側基板）が存在する。したがって、電圧が印加された状態で直線偏光光が入射された場合、特許文献２の液晶光スイッチからの出射光は、複屈折の残留によって楕円偏光となり、所望する偏光方向を有する偏光成分の強度が低下する。また、界面付近の液晶分子を応答させるために、ＴＮセルに高電圧を印加すると、消費電力が増加し、また、ＴＮセルが短絡する虞もある。

【0007】

本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる、偏光変調素子及び立体画像表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、第１の観点に係る偏光変調素子は、
ねじれ方向が同じ、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のねじれネマティック液晶セルを備え、
前記ねじれネマティック液晶セルのそれぞれは、液晶を挟持する、光入射側基板と光出射側基板とを有し、
前記ねじれネマティック液晶セルのそれぞれのねじれ角の和が９０°であり、
前記ねじれネマティック液晶セルは、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板と他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板とを対向させて、順次積層され、
少なくとも１つの、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向が直交し、
前記少なくとも１つの、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルを除く、隣接する前記ねじれネマティック液晶セルにおいて、一方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光出射側基板の配向軸方向と、他方の前記ねじれネマティック液晶セルの前記光入射側基板の配向軸方向は一致している。

【0009】

第２の観点に係る立体画像表示装置は、
上記の偏光変調素子と、
第１画像と第２画像とを順次に表示し、前記第１画像の表示光と前記第２画像の表示光とを、偏光方向が所定の第１方向である、前記偏光変調素子に入射する偏光光として出射する表示ユニットと、
前記偏光変調素子から出射された出射光が入射し、前記偏光変調素子から出射された前記出射光に対する焦点距離が、前記出射光の偏光方向によって異なる偏光二焦点レンズと、を備え、
前記第１画像と前記第２画像は、表示対象を、観察者から見て奥行き方向の異なる位置に位置する第１表示面と第２表示面のそれぞれに、前記観察者の側から投影した二次元画像であり、
前記偏光変調素子は、前記偏光光が前記第１画像の表示光である場合に、前記偏光光の偏光方向を前記所定の第１方向に維持して出射し、前記偏光光が前記第２画像の表示光である場合に、前記偏光光の偏光方向を前記所定の第１方向に直交する第２方向に変えて出射して、前記出射光の偏光方向を前記所定の第１方向と前記第２方向とに切り替えて出射し、
前記偏光二焦点レンズは、前記第１画像と前記第２画像のそれぞれを、前記第１表示面と前記第２表示面のそれぞれに、虚像として結像させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、少なくとも１つの、隣接するねじれネマティック液晶セルにおいて、一方のねじれネマティック液晶セルの光出射側基板の配向軸方向と、他方のねじれネマティック液晶セルの光入射側基板の配向軸方向が直交しているので、ねじれネマティック液晶セルにおける液晶層と基板との界面付近に残留する複屈折が相殺されて、所望する偏光方向における光強度が高い偏光光を、低電圧で出射できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態１に係る偏光変調素子の断面を示す模式図である。

【図2】実施形態１に係るＴＮセルの断面を示す模式図である。

【図3】実施形態１に係る配向軸方向を示す模式図である。

【図4】実施形態１に係る、１番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図5】実施形態１に係る、２番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図6】実施形態１に係る、３番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図7】実施形態１に係る、４番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図8】実施形態１に係る、初期状態における偏光変調素子のネマティック液晶の配向状態を示す模式図である。

【図9】実施形態１に係る、ＯＮ状態における偏光変調素子のネマティック液晶の配向状態を示す模式図である。

【図10】実施形態１に係る、ＯＮ状態において、２番目のＴＮセルから出射された出射光の偏光状態を示す図である。

【図11】実施形態１に係る、ＯＮ状態において、３番目のＴＮセルから出射された出射光の偏光状態を示す図である。

【図12】実施形態１に係る、ＯＮ状態において出射される出射光の偏光状態を示す図である。

【図13】実施形態１に係る、ＴＮセルのそれぞれに印加される電圧と偏光コントラストとの関係を示す図である。

【図14】比較例１に係る、ＯＮ状態における偏光変調素子のネマティック液晶の配向状態を示す模式図である。

【図15】比較例１に係る、ＯＮ状態において出射される出射光の偏光状態を示す図である。

【図16】実施形態２に係る偏光変調素子の断面を示す模式図である。

【図17】実施形態２に係る、１番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図18】実施形態２に係る、２番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図19】実施形態２に係る、３番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図20】実施形態２に係る、ＴＮセルのそれぞれに印加される電圧と、偏光コントラストとの関係を示す図である。

【図21】実施形態２に係る偏光コントラストと最適電圧を示す図である。

【図22】実施形態２に係る複屈折板を示す模式図である。

【図23】実施形態２に係る複屈折板を示す模式図である。

【図24】実施形態２に係る複屈折板を示す模式図である。

【図25】実施形態２に係る配向モデルを示す模式図である。

【図26】実施形態２に係る、ＴＮセルに印加される電圧と、ＯＮ状態におけるＴＮセルに残留する複屈折との関係を示す図である。

【図27】実施形態３に係る、２番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図28】実施形態３に係る、３番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図29】実施形態３に係る、４番目のＴＮセルのネマティック液晶の配向と配向軸方向とを示す図である。

【図30】実施形態３に係る、ＴＮセルのそれぞれに印加される電圧と、偏光コントラストとの関係を示す図である。

【図31】実施形態３に係る偏光コントラストと最適電圧を示す図である。

【図32】実施形態４に係るＴＮセルの配向軸方向を示す図である。

【図33】実施形態４に係る、ＴＮセルのそれぞれに印加される電圧と、偏光コントラストとの関係を示す図である。

【図34】実施形態５に係るＴＮセルの配向軸方向を示す図である。

【図35】実施形態５に係る、ＴＮセルのそれぞれに印加される電圧と、偏光コントラストとの関係を示す図である。

【図36】実施形態５に係る偏光コントラストと最適電圧を示す図である。

【図37】実施形態６に係る立体画像表示装置を示す模式図である。

【図38】実施形態６に係る液晶表示パネルを示す平面図である。

【図39】実施形態６に係る偏光二焦点レンズを示す断面図である。

【図40】実施形態６に係る制御部を示すブロック図である。

【図41】実施形態６に係る制御部のハードウェアの構成を示す図である。

【図42】変形例１に係るＴＮセルの配向軸方向を示す図である。

【図43】変形例２に係るＴＮセルの配向軸方向を示す図である。

【図44】変形例に係る、１番目のＴＮセルの配光軸方向と入射光の偏光方向とを示す模式図である。

【図45】変形例に係る、実施形態１の偏光変調素子の初期配向状態における偏光コントラストを示す図である。

【図46】変形例に係る、実施形態３の偏光変調素子の初期配向状態における偏光コントラストを示す図である。

【図47】変形例に係る、実施形態５の偏光変調素子の初期配向状態における偏光コントラストを示す図である。

【図48】変形例に係る、比較例１の偏光変調素子の初期配向状態における偏光コントラストを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態に係る偏光変調素子と立体画像表示装置について、図面を参照して説明する。

【0013】

＜実施形態１＞
図１～図１５を参照して、本実施形態に係る偏光変調素子１０を説明する。偏光変調素子１０は、図１に示すように、ねじれ方向が同じ、４つ（Ｎ＝４）のねじれネマティック液晶セル１１０～１４０を備える。偏光変調素子１０は、図示しない接着層を介して、ねじれネマティック液晶セル１１０～１４０を順次積層することにより形成されている。電圧を印加されていない状態（初期配向状態）では、偏光変調素子１０は、ねじれネマティック液晶セル１１０に入射する直線偏光光（入射光）Ｌ１の偏光方向を９０°回転させて、出射光Ｌ２として出射する。また、電圧を印加された状態（ＯＮ状態）では、偏光変調素子１０は、直線偏光光Ｌ１の偏光方向を維持して、出射光Ｌ２として出射しようとする。

【0014】

本明細書では、理解を容易にするため、図１における偏光変調素子１０の右方向（紙面の右方向）を＋Ｘ方向、上方向（紙面の上方向）を＋Ｚ方向、＋Ｘ方向と＋Ｚ方向に垂直な方向（紙面の奥方向）を＋Ｙ方向として説明する。また、偏光変調素子１０に入射する直線偏光光Ｌ１の偏光方向をＸ方向とする。ねじれネマティック液晶セルをＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）セルとも記載し、直線偏光光Ｌ１が入射する側からｍ（ｍは１以上の整数）番目のＴＮセルとも記載する。さらに、ねじれネマティック液晶セル（ＴＮセル）を総称して、ねじれネマティック液晶セル１００又はＴＮセル１００とも記載する。

【0015】

まず、ＴＮセル１００を説明する。ＴＮセル１００は、図２に示すように、光入射側基板１０２と光出射側基板１０４とネマティック液晶１０６とを備える。ＴＮセル１００は、図１に示すように、一方のＴＮセル１００の光入射側基板１０２と他方のＴＮセル１００の光出射側基板１０４とを対向させて、順次積層される。

【0016】

光入射側基板１０２は、図１に示すように、直線偏光光Ｌ１が入射する側に位置する基板である。光入射側基板１０２は、図２に示すように、光出射側基板１０４に対向する。光入射側基板１０２と光出射側基板１０４はネマティック液晶１０６を挟持する。光入射側基板１０２は、例えば、ガラス基板である。光入射側基板１０２は、光出射側基板１０４に対向する主面１０２ａに透光性電極１０２ｂと配向膜１０２ｃとを有する。

【0017】

光入射側基板１０２の透光性電極１０２ｂは、主面１０２ａの全面に渡って、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）から形成されている。光入射側基板１０２の配向膜１０２ｃは、ネマティック液晶１０６を所定の方向に配向させる。光入射側基板１０２の配向膜１０２ｃは、例えば、ポリイミド配向膜である。ネマティック液晶１０６の配向については後述する。

【0018】

光出射側基板１０４は、図１に示すように、出射光Ｌ２が出射する側に位置する基板である。光入射側基板１０２と光出射側基板１０４は、図２に示すように、シール材１０８により貼り合わされている。光出射側基板１０４は、例えば、ガラス基板である。光出射側基板１０４は、光入射側基板１０２に対向する主面１０４ａに、透光性電極１０４ｂと配向膜１０４ｃとを有する。

【0019】

光出射側基板１０４の透光性電極１０４ｂは、主面１０４ａの全面に渡って、ＩＴＯから形成されている。光出射側基板１０４の配向膜１０４ｃは、ネマティック液晶１０６を所定の方向に配向させる。光出射側基板１０４の配向膜１０４ｃは、例えば、ポリイミド配向膜である。

【0020】

ネマティック液晶１０６は、光入射側基板１０２と光出射側基板１０４に挟持される。本実施形態では、ネマティック液晶１０６の屈折率異方性Δｎは、波長３８０ｎｍで０．１９４８、波長５３５ｎｍで０．１４０３である。また、ネマティック液晶１０６の誘電率異方性Δεは、２０℃で４．８である。なお、本実施形態のＴＮセル１００のセル厚（ネマティック液晶１０６の厚さ）は５．４７μｍである。ネマティック液晶１０６の屈折率異方性Δｎとセル厚は、初期配向状態において、所定の波長を有する直線偏光光Ｌ１の偏光方向が９０°回転し、出射光Ｌ２として偏光変調素子１０から出射する値に設定される。

【0021】

ここで、ネマティック液晶１０６（すなわち、液晶分子１０６Ｍ）の配向を説明する。ネマティック液晶１０６は、一般的なＴＮセルのネマティック液晶と同様に、電圧を印加されていない状態（初期配向状態）において、光入射側基板１０２の配向膜１０２ｃと光出射側基板１０４の配向膜１０４ｃによって、ねじれ配向（ツイスト配向）されている。本明細書では、図３に示すように、ネマティック液晶１０６と配向膜１０２ｃ又は配向膜１０４ｃとの界面における液晶分子１０６Ｍの初期配向方向を、光入射側基板１０２又は光出射側基板１０４の配向軸方向２００とする。なお、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれの配向軸方向を総称して、配向軸方向２００とも記載する。

【0022】

ＴＮセル１１０～１４０の初期配向状態では、図４～図７に示すように、ネマティック液晶１０６は＋Ｚ側から平面視した場合に時計回りにねじれて配向している。また、ＴＮセル１１０～１４０のねじれ角（すなわち、ネマティック液晶１０６のねじれ角）αは２２．５°であり、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれのねじれ角αの和は９０°となっている。一方、ＴＮセル１１０～１４０の配向軸方向２００は、異なっている。

【0023】

具体的には、直線偏光光Ｌ１が入射する１番目のＴＮセル１１０では、図４に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２１２は、＋Ｘ方向である。ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに２２．５°傾いている。

【0024】

２番目のＴＮセル１２０では、図５に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２２２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに２２．５°傾き、ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４に一致している。ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾いている。

【0025】

３番目のＴＮセル１３０では、図６に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２３２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１３５°傾き、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４に直交している。ＴＮセル１３０の光出射側基板１０４の配向軸方向２３４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１５７．５°傾いている。

【0026】

４番目のＴＮセル１４０では、図７に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２４２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１５７．５°傾き、ＴＮセル１３０の光出射側基板１０４の配向軸方向２３４に一致している。ＴＮセル１４０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１８０°回転している。

【0027】

本実施形態では、後述するように、隣接する、２番目（Ｎ／２番目）のＴＮセル１２０と３番目（（Ｎ／２）＋１番目）のＴＮセル１３０において、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４とＴＮセル１３０の光入射側基板１０２の配向軸方向２３２が直交しているので、ＯＮ状態において、界面付近に残留するネマティック液晶１０６の複屈折が相殺される。これにより、偏光変調素子１０は、ＯＮ状態において、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0028】

次に、偏光変調素子１０の作用について説明する。図８は、電圧を印加されていない状態（初期配向状態）における、ネマティック液晶１０６の配向状態を示す模式図である。図９は、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれに所定の電圧（例えば２０Ｖ）を印加した状態（ＯＮ状態）における、ネマティック液晶１０６の配向状態を示す模式図である。図１０は、ＯＮ状態において、２番目のＴＮセル１２０から出射された出射光Ｌ１２の偏光状態を示す図であり、図１１は、ＯＮ状態において、３番目のＴＮセル１３０から出射された出射光Ｌ１３の偏光状態を示す図である。さらに、図１２は、ＯＮ状態における偏光変調素子１０から出射される出射光Ｌ２の偏光状態を示す図である。なお、図８と図９では、光入射側基板１０２、光出射側基板１０４等を省略している。また、図１０～図１２では、偏光変調素子１０に入射する、Ｘ方向に偏光方向を有する直線偏光光Ｌ１の電場強度（光強度）を１として、出射される光の電場ベクトルの先端の軌跡を表している。直線偏光光Ｌ１の波長は３８０ｎｍである。

【0029】

初期配向状態では、図８に示すように、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれのネマティック液晶１０６は、ねじれ配向している。ＴＮセル１１０～１４０のネマティック液晶１０６は同じ方向にねじれ、ねじれ角αの和が９０°である。ネマティック液晶１０６の屈折率異方性Δｎとセル厚とを前述のように設定することにより、直線偏光光Ｌ１が偏光変調素子１０に入射すると、偏光変調素子１０は、所定の波長において直線偏光光Ｌ１の偏光方向を９０°回転させて、Ｙ方向の偏光方向を有する出射光Ｌ２を出射する。

【0030】

ＯＮ状態（光入射側基板１０２の透光性電極１０２ｂと光出射側基板１０４の透光性電極１０４ｂとの間に所定の電圧を印加した状態）では、図９に示すように、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれのネマティック液晶１０６は、ネマティック液晶１０６と光入射側基板１０２又は光出射側基板１０４の界面付近の液晶分子１０６Ｍを除いて、光入射側基板１０２又は光出射側基板１０４に対して垂直に配向する。この場合、２番目のＴＮセル１２０から出射される出射光Ｌ１２は、図１０に示すように、ＴＮセル１１０とＴＮセル１２０に残留するネマティック液晶１０６の複屈折により、円偏光に近い楕円偏光となる。

【0031】

本実施形態では、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４とＴＮセル１３０の光入射側基板１０２の配向軸方向２３２が直交しているので、ＴＮセル１１０とＴＮセル１２０に残留するネマティック液晶１０６の複屈折が、ＴＮセル１３０に残留するネマティック液晶１０６の複屈折により、相殺される。したがって、図１１に示すように、３番目のＴＮセル１３０から出射される出射光Ｌ１３は、Ｘ方向に偏光方向を有する直線偏光に近い、楕円偏光となる。さらに、図１２に示すように、偏光変調素子１０（ＴＮセル１４０）から、Ｘ方向に偏光方向を有する直線偏光に近い楕円偏光として、出射光Ｌ２が出射される。

【0032】

ここで、偏光コントラストｐＣＲを定義する。偏光コントラストｐＣＲは、出射光Ｌ２を、所望する偏光成分の偏光方向に平行な透過軸を有する検光子に透過させた場合における透過光強度Ｉ２と、出射光Ｌ２を、所望する偏光成分の偏光方向に垂直な透過軸を有する検光子に透過させた場合における透過光強度Ｉ１との比を指し、ｐＣＲ＝Ｉ２／Ｉ１により表される。偏光コントラストｐＣＲが高いほど、所望する偏光方向を有する偏光成分の強度が高いことを示す。

【0033】

偏光変調素子１０は、ＯＮ状態において、直線偏光光Ｌ１の偏光方向を維持して、出射光Ｌ２を出射しようとするので、ＯＮ状態における所望する偏光成分の偏光方向は、Ｘ方向である。本実施形態では、図１２に示すようにＸ方向に偏光方向を有する直線偏光に近い楕円偏光が、偏光変調素子１０から出射光Ｌ２として出射されるので、ＯＮ状態における偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲは高い。例えば、図１３に示すように、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれに２０Ｖを印加した状態における、偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲは４０である。また、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれに１７Ｖを印加すればよい。

【0034】

一方、ＴＮセル１３０の配向軸方向２３２がＴＮセル１２０の配向軸方向２２４に一致している偏光変調素子５０Ａ（比較例１、図１４）では、ＯＮ状態（２０Ｖ）において、直線偏光光Ｌ１が偏光変調素子５０Ａに入射すると、図１５に示す出射光Ｌ２Ａが出射する。出射光Ｌ２Ａは、偏光変調素子１０の出射光Ｌ２よりも円偏光に近く、偏光変調素子１０の出射光Ｌ２よりもＹ方向側に傾いている。これにより、比較例１の偏光変調素子５０Ａでは、偏光コントラストｐＣＲが低く（偏光コントラストｐＣＲ＝０．５）、所望する偏光方向を有する偏光成分を十分に得ることができない。また、図１３に示すように、比較例１の偏光変調素子５０Ａは、偏光変調素子１０と同程度の偏光コントラストｐＣＲを得るために、非常に高い電圧を必要とする。

【0035】

なお、比較例１の偏光変調素子５０Ａでは、３番目のＴＮセル１３０の配向軸方向２３２が、図１４に示すように、＋Ｘ方向に対して時計回りに４５°傾いてＴＮセル１２０の配向軸方向２２４に一致している。また、比較例１の偏光変調素子５０Ａでは、４番目のＴＮセル１４０の配向軸方向２４２は３番目のＴＮセル１３０の配向軸方向２３４に一致し、４番目のＴＮセル１４０の配向軸方向２４４は－Ｙ方向である。比較例１の偏光変調素子５０Ａのその他の構成は、偏光変調素子１０と同様である。

【0036】

以上のように、偏光変調素子１０は、隣接する、２番目のＴＮセル１２０と３番目のＴＮセル１３０において、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４とＴＮセル１３０の光入射側基板１０２の配向軸方向２３２が直交しているので、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0037】

＜実施形態２＞
実施形態１では、偏光変調素子１０は４つのＴＮセル１００を備える。偏光変調素子１０は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のＴＮセル１００を備えればよい。本実施形態では、３つのＴＮセル１００を備える偏光変調素子１０を説明する。

【0038】

本実施形態の偏光変調素子１０は、図１６に示すように、ねじれ方向が同じ、３つのＴＮセル１１０～１３０を備える。ＴＮセル１１０～１３０は、順次に積層されている。本実施形態のＴＮセル１１０～１３０の構成は、セル厚（５．４２μｍ）と配向軸方向２００を除き、実施形態１のＴＮセル１００と同様である。

【0039】

初期配向状態では、図１７～図１９に示すように、本実施形態のＴＮセル１１０～１３０のネマティック液晶１０６は、＋Ｚ側から平面視した場合に時計回りにねじれて配向している。また、ＴＮセル１１０～１３０のねじれ角（ネマティック液晶１０６のねじれ角）αは３０°であり、ＴＮセル１１０～１３０のそれぞれのねじれ角αの和は９０°となっている。本実施形態のＴＮセル１１０～１３０の配向軸方向２００は、実施形態１のＴＮセル１００と同様に、異なっている。

【0040】

１番目のＴＮセル１１０の光入射側基板１０２の配向軸方向２１２は、図１７に示すように、＋Ｘ方向である。また、ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに３０°傾いている。

【0041】

図１８に示すように、２番目のＴＮセル１２０の光入射側基板１０２の配向軸方向２２２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１２０°傾き、ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４に直交している。ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４は＋Ｘ方向に対して時計回りに１５０°傾いている。

【0042】

図１９に示すように、３番目のＴＮセル１３０の光入射側基板１０２の配向軸方向２２２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１５０°傾き、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４に一致している。ＴＮセル１３０の光出射側基板１０４の配向軸方向２３４は＋Ｘ方向に対して時計回りに１８０°回転している。

【0043】

図２０は、ＯＮ状態における、ＴＮセル１１０～１３０のそれぞれに印加される電圧と、本実施形態の偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲと比較例２の偏光変調素子の偏光コントラストｐＣＲとの関係を示す。比較例２の偏光変調素子は、本実施形態の偏光変調素子１０と同様に、３つのＴＮセル１１０～１３０を備える。比較例２の偏光変調素子では、ＴＮセル１２０の配向軸方向２２２がＴＮセル１１０の配向軸方向２１４に一致している。具体的には、２番目のＴＮセルの配向軸方向２２２が、＋Ｘ方向に対して時計回りに３０°傾いてＴＮセル１１０の配向軸方向２１４に一致している。また、比較例２の偏光変調素子では、３番目のＴＮ１３０セルの配向軸方向２３２はＴＮセル１２０の配向軸方向２２４に一致し、３番目のＴＮセル１３０の配向軸方向２３４は－Ｙ方向である。比較例２の偏光変調素子のその他の構成は、本実施形態の偏光変調素子１０と同様である。

【0044】

本実施形態の偏光変調素子１０では、図２０に示すように、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。すなわち、本実施形態の偏光変調素子１０は、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。例えば、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１１０～１３０のそれぞれに３１Ｖを印加すればよい。

【0045】

さらに、本実施形態の偏光変調素子１０では、ＴＮセル１１０～１３０に印加する電圧を最適化することにより、より低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。例えば、図２１に示すように、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１１０とＴＮセル１２０に１４．４Ｖを印加し、ＴＮセル１３０に６．１Ｖを印加すればよい。以下に、最適電圧の求め方を説明する。

【0046】

まず、ＴＮセル１１０～１３０のそれぞれを、２つの複屈折板としてモデル化する。具体的には、電圧を印加されたＴＮセル１１０を、図２２に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２１２に光軸３１０Ａを有する複屈折板１１０Ａと、光出射側基板１０４の配向軸方向２１４に光軸３１０Ｂを有する複屈折板１１０Ｂとする。また、電圧を印加されたＴＮセル１２０を、図２３に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２２２に光軸３２０Ａを有する複屈折板１２０Ａと、光出射側基板１０４の配向軸方向２２４に光軸３２０Ｂを有する複屈折板１２０Ｂとする。さらに、電圧を印加されたＴＮセル１３０を、図２４に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２３２に光軸３３０Ａを有する複屈折板１３０Ａと、光出射側基板１０４の配向軸方向２３４に光軸３３０Ｂを有する複屈折板１３０Ｂとする。

【0047】

ここで、電圧Ｖ１がＴＮセル１１０に印加され、電圧Ｖ２がＴＮセル１２０とＴＮセル１３０に印加され、複屈折板１１０Ａ、１１０Ｂの厚さをｄ１と、複屈折板１２０Ａ～１３０Ｂの厚さをｄ２と、複屈折板１１０Ａ～１３０Ｂの屈折率異方性をΔｎとする。また、＋Ｚ側から平面視した場合に、複屈折板１１０Ａの光軸３１０Ａと複屈折板１１０Ｂの光軸３１０Ｂとの交差角と、複屈折板１２０Ａの光軸３２０Ａと複屈折板１２０Ｂの光軸３２０Ｂとの交差角と、複屈折板１３０Ａの光軸３３０Ａと複屈折板１３０Ｂの光軸３３０Ｂとの交差角とを、φ（φ＝３０°）とする。さらに、複屈折板１１０Ｂの光軸３１０Ｂと複屈折板１２０Ａの光軸３２０Ａとの交差角をθ（θ＝９０°）とする。なお、複屈折板１２０Ｂの光軸３２０Ｂと複屈折板１３０Ａの光軸３３０Ａは、一致している。また、交差角φはＴＮセル１００のねじれ角α（α＝３０°）に相当する。交差角θは、ＴＮセル１２０の光入射側基板１０２の配向軸方向２２２とＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４との角度差９０°に相当する。

【0048】

複屈折板のジョーンズ行列は下記の式（１）のように表され、＋Ｚ側から平面視した場合に、Ｘ方向に偏光方向を有する入射光Ｌ１に対して光軸が角度φ傾いた複屈折板のジョーンズ行列は、下記の式（２）のように表されるので、複屈折板１１０Ａ～１３０Ｂのそれぞれのジョーンズ行列は、下記の式（３）～式（８）により表される。

【0049】

【数1】

【数2】

【0050】

【数3】

【数4】

【数5】

【数6】

【数7】

【数8】

【0051】

また、複屈折板１１０Ａ～１３０Ｂ全体（すなわち、偏光変調素子１０全体に相当）のジョーンズ行列は、下記の式（９）により表される。ここで、Γ１とΓ２は、下記の式（１０）と式（１１）により表される。ここで、λは、入射光Ｌ１の波長である。

【0052】

【数9】

【数10】

【数11】

【0053】

次に、偏光コントラストｐＣＲを、ジョーンズ行列を用いて表す。複屈折板１１０Ａ～１３０Ｂ全体のジョーンズ行列を下記の式（１２）により表すと、出射光Ｌ２を、所望する偏光成分の偏光方向（Ｘ方向）に垂直な透過軸を有する検光子に透過させた場合における、透過光は下記の式（１３）により表され、透過光強度Ｉ１は下記の式（１４）により表される。ここで符号＊は複素共役を表す。

【0054】

【数12】

【数13】

【数14】

【0055】

また、出射光Ｌ２を、所望する偏光成分の偏光方向（Ｘ方向）に平行な透過軸を有する検光子に透過させた場合における、透過光は下記の式（１５）により表され、透過光強度Ｉ２は下記の式（１６）により表される。

【0056】

【数15】

【数16】

【0057】

上記の式（９）～式（１１）、式（１４）、式（１６）から、偏光コントラストｐＣＲは下記の式（１７）と式（１８）により表される。

【0058】

【数17】

【数18】

【0059】

一方、ＴＮセル１００に印加される電圧Ｖと、ＯＮ状態におけるＴＮセル１００に残留する複屈折Δｎｄとの関係は、以下のように求められる。

【0060】

まず、図２５に示すように、基板の主面からの厚さｈが大きくなるに伴って、基板の主面に対する液晶ダイレクタの角度δが大きくなる配向モデルを設定する。液晶の常光屈折率をｎｏと、異常光屈折率をｎｅと、位置（ｘ，ｙ，ｚ）における液晶の配向軸方向の屈折率をｎｅｆｆ（ｘ，ｙ，ｚ）と、厚さｈの内を厚さ方向の複数の領域に分割した分割数をＭと、分割されたｉ番目の領域の屈折率異方性（位相差）をΔｎｉと、位置（ｘ，ｙ，ｚ）における屈折率異方性（位相差）をΔｎ（ｘ，ｙ，ｚ）と、ＴＮセル１００のセル厚をｄとすると、複屈折Δｎｄは下記の式（１９）～式（２１）により、表される。

【0061】

【数19】

【数20】

【数21】

【0062】

また、印加される電圧Ｖと基板の主面に対する液晶ダイレクタの角度δとの関係は、例えば、液晶シミュレータ（Ｓｈｉｎｔｅｃｈ社製 ＬＣＤ ｍａｓｔｅｒ）により求められる。求められた、印加される電圧Ｖと基板の主面に対する液晶ダイレクタの角度δとの関係と、上記の式（１９）～（２１）とから、例えば、図２６に示す、ＴＮセル１００に印加される電圧Ｖと、ＯＮ状態におけるＴＮセル１００に残留する複屈折Δｎｄとの関係が得られる。

【0063】

印加される電圧ＶとＯＮ状態におけるＴＮセル１００に残留する複屈折Δｎｄとの関係と、上記の式（１７）と式（１８）とから、設定した偏光コントラストｐＣＲを満たし、ＴＮセル１１０に印加される電圧Ｖ１とＴＮセル１２０とＴＮセル１３０に印加される電圧Ｖ２との和が最小となる組み合わせを求めることにより、ＴＮセル１１０～１３０に印加する最適電圧を得ることができる。

【0064】

以上のように、本実施形態の偏光変調素子１０は、隣接する、１番目のＴＮセル１１０と２番目のＴＮセル１２０において、ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４とＴＮセル１２０の光入射側基板１０２の配向軸方向２２２が直交しているので、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。さらに、ＴＮセル１１０～１３０に印加する電圧Ｖ１、Ｖ２を最適化することによって、より低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。すなわち、ＴＮセル１１０～１３０に印加する電圧Ｖ１、Ｖ２を最適化することによって、本実施形態の偏光変調素子１０は、より低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0065】

＜実施形態３＞
実施形態１では、１つの、隣接するＴＮセル１００（２番目のＴＮセル１２０と３番目のＴＮセル１３０）において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。偏光変調素子１０では、少なくとも１つの、隣接するＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交していればよい。

【0066】

本実施形態の偏光変調素子１０は、実施形態１の偏光変調素子１０と同様に、積層されたＴＮセル１１０～１４０を備える。本実施形態の偏光変調素子１０では、２つの、隣接するＴＮセル１００（１番目のＴＮセル１１０と２番目のＴＮセル１２０と、３番目のＴＮセル１３０と４番目のＴＮセル１４０）において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。本実施形態のＴＮセル１１０～１４０の構成は、配向軸方向２００を除き、実施形態１のＴＮセル１１０～１４０と同様である。

【0067】

本実施形態のＴＮセル１１０では、実施形態１のＴＮセル１１０と同様に、光入射側基板１０２の配向軸方向２１２は＋Ｘ方向である。また、光出射側基板１０４の配向軸方向２１４は、＋Ｘ方向に対して時計回りに２２．５°傾いている。

【0068】

本実施形態のＴＮセル１２０では、図２７に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２２２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１１２．５°傾き、ＴＮセル１１０の光出射側基板１０４の配向軸方向２１４に直交している。光出射側基板１０４の配向軸方向２２４は＋Ｘ方向に対して時計回りに１３５°傾いている。

【0069】

本実施形態のＴＮセル１３０では、図２８に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２３２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに１３５°傾き、ＴＮセル１２０の光出射側基板１０４の配向軸方向２２４に一致している。光出射側基板１０４の配向軸方向２３４は＋Ｘ方向に対して時計回りに１５７．５°傾いている。

【0070】

本実施形態のＴＮセル１４０では、図２９に示すように、光入射側基板１０２の配向軸方向２４２は、＋Ｘ方向に対して時計回りに２４７．５°回転し、ＴＮセル１３０の光出射側基板１０４の配向軸方向２３４に直交している。光出射側基板１０４の配向軸方向２４４は＋Ｘ方向に対して時計回りに２７０°回転している。

【0071】

図３０は、ＯＮ状態における、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれに印加される電圧と、本実施形態の偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲと比較例１の偏光変調素子の偏光コントラストｐＣＲとの関係を示す。図３０に示すように、実施形態の偏光変調素子１０では、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。すなわち、本実施形態の偏光変調素子１０は、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。例えば、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１１０～１４０のそれぞれに３６Ｖを印加すればよい。

【0072】

さらに、本実施形態の偏光変調素子１０では、実施形態２の偏光変調素子１０と同様に、ＴＮセル１１０～１４０に印加する電圧を最適化することにより、より低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。例えば、図３１に示すように、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１１０に５．４Ｖを印加し、ＴＮセル１２０とＴＮセル１３０に１１．８Ｖを印加し、ＴＮセル１４０に５．９Ｖを印加すればよい。また、ＴＮセル１１０～１４０に印加する電圧を最適化した場合、実施形態１の偏光変調素子１０よりも低い電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。なお、本実施形態の最適電圧は、実施形態２の最適電圧と同様の方法により求められる。

【0073】

以上のように、本実施形態の偏光変調素子１０では、２つの、隣接するＴＮセル１００おいて、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交しており、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。さらに、ＴＮセル１００に印加する電圧を最適化することによって、本実施形態の偏光変調素子１０は、より低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0074】

＜実施形態４＞
実施形態１と実施形態３では、偏光変調素子１０は４つのＴＮセル１００を備えている。偏光変調素子１０は、６つ（Ｎ＝６）のＴＮセル１００を備えてもよい。

【0075】

本実施形態の偏光変調素子１０は、ねじれ方向が同じ、６つのＴＮセル１００を備える。本実施形態のＴＮセル１００は、一方のＴＮセル１００の光入射側基板１０２と他方のＴＮセル１００の光出射側基板１０４とを対向させて、順次に積層されている。本実施形態のＴＮセル１００の構成は、セル厚（３．６５μｍ）と配向軸方向２００を除き、実施形態１のＴＮセル１００と同様である。

【0076】

初期配向状態では、本実施形態のＴＮセル１００のネマティック液晶１０６は、＋Ｚ側から平面視した場合に時計回りにねじれて配向している。また、ＴＮセル１００のねじれ角（ネマティック液晶１０６のねじれ角）αは１５°であり、ＴＮセル１００のそれぞれのねじれ角αの和は９０°である。

【0077】

図３２は、本実施形態のＴＮセル１００の配向軸方向２００を示す。図３２に示すように、本実施形態では、３番目（Ｎ／２番目）のＴＮセル１００と４番目（（Ｎ／２）＋１番目）のＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。その他の、隣接するＴＮセル１００では、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００は、一致している。

【0078】

図３３は、ＴＮセル１００のそれぞれに印加される電圧と、本実施形態の偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲと比較例３の偏光変調素子の偏光コントラストｐＣＲとの関係を示す。図３３に示すように、実施形態の偏光変調素子１０では、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。例えば、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１００のそれぞれに１８Ｖを印加すればよい。

【0079】

なお、比較例３の偏光変調素子は、本実施形態の偏光変調素子１０と同様に、ねじれ方向が同じ（ねじれ角α：１５°）、６つのＴＮセル１００を備える。比較例３の偏光変調素子では、いずれの、隣接するＴＮセル１００においても、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が一致している。比較例３の偏光変調素子のその他の構成は、本実施形態の偏光変調素子１０と同様である。

【0080】

以上のように、本実施形態においても、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。したがって、本実施形態の偏光変調素子１０は、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0081】

＜実施形態５＞
実施形態４では、１つのＴＮセル１００（３番目のＴＮセル１００と４番目のＴＮセル１００）において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。６つ（Ｎ＝６）のＴＮセル１００を備える偏光変調素子１０も、２つの、隣接するＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交してもよい。

【0082】

本実施形態のＴＮセル１００の構成は、セル厚（４．０μｍ）と配向軸方向２００を除き、実施形態４のＴＮセル１００と同様である。図３４に示すように、本実施形態では、１番目のＴＮセル１００と２番目のＴＮセル１００と、４番目のＴＮセル１００と５番目のＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。その他の、隣接するＴＮセル１００では、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００は、一致している。

【0083】

図３５は、ＴＮセル１００のそれぞれに印加される電圧と、本実施形態の偏光変調素子１０の偏光コントラストｐＣＲと比較例４の偏光変調素子の偏光コントラストｐＣＲとの関係を示す。図３５に示すように、実施形態の偏光変調素子１０では、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。例えば、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、ＴＮセル１００のそれぞれに１３Ｖを印加すればよい。なお、比較例４の偏光変調素子は、ＴＮセル１００のセル厚（４．０μｍ）を除き、比較例３の偏光変調素子と同様である。

【0084】

さらに、本実施形態の偏光変調素子１０では、実施形態２と実施形態３の偏光変調素子１０と同様に、ＴＮセル１００に印加する電圧を最適化することにより、より低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。例えば、図３６に示すように、偏光コントラストｐＣＲを２０とするためには、１番目のＴＮセル１００に５．４Ｖを印加し、２番目から４番目のＴＮセル１００に１７．３Ｖを印加し、５番目と６番目のＴＮセル１００に１１．３Ｖを印加すればよい。この場合、１つのＴＮセル１００に対して印加する電圧の平均値は１３．３Ｖである。したがって、ＴＮセル１００に印加する電圧を最適化した場合、実施形態４の偏光変調素子１０に比べて、より低い電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。なお、本実施形態の最適電圧は、実施形態２の最適電圧と同様の方法により求められる。

【0085】

以上のように、本実施形態においても、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができる。したがって、本実施形態の偏光変調素子１０は、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0086】

＜実施形態６＞
本実施形態では、実施形態１～実施形態５の偏光変調素子１０を用いた立体画像表示装置５１０を説明する。偏光変調素子１０は、例えば、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｕｓｅｄ ３Ｄ）方式で立体画像を表示する立体画像表示装置５１０に用いられる。立体画像表示装置５１０において、偏光変調素子１０は偏光切り替え素子として機能する。

【0087】

立体画像表示装置５１０は、例えば、接眼レンズと組み合わされて、ヘッドマウントディスプレイとして用いられる。なお、本実施形態においては、モノクロ液晶パネルを用いた立体画像表示装置５１０を例に説明する。

【0088】

立体画像表示装置５１０は、図３７に示すように、表示ユニット５２０と、偏光変調素子１０と、偏光二焦点レンズ５６０と、制御部５８０とを備える。表示ユニット５２０は、第１画像と第２画像とを時分割で順次に表示する。また、表示ユニット５２０は、第１画像と第２画像を表す表示光Ｌ５１を、偏光方向が所定の第１方向である偏光光として出射する。偏光変調素子１０は、表示ユニット５２０から出射された表示光Ｌ５１の偏光方向を、所定の第１方向と所定の第２方向とに切り替える。偏光二焦点レンズ５６０は、第１画像と第２画像のそれぞれを、第１表示面５１２と第２表示面５１４のそれぞれに、虚像として結像させる。制御部５８０は、表示ユニット５２０に第１画像を表す第１画像信号と第２画像を表す第２画像信号とを供給する。また、制御部５８０は、偏光変調素子１０の偏光方向の切り替えを制御する。

【0089】

本実施形態では、所定の第１方向はＸ方向であり、所定の第２方向はＹ方向である。また、表示光Ｌ５１は、実施形態１～実施形態５における偏光変調素子１０に入射する直線偏光光Ｌ１に相当する。さらに、第１画像を表す第１画像信号と第２画像を表す第２画像信号を総称して、画像信号とも記載する。

【0090】

立体画像表示装置５１０の表示ユニット５２０は、液晶表示パネル５２２と光源部５３２とを備える。液晶表示パネル５２２は、制御部５８０から供給される第１画像を表す第１画像信号と第２画像を表す第２画像信号に基づいて、光源部５３２から発せられた光を変調して、第１画像と第２画像とを時分割で順次に表示する。液晶表示パネル５２２は、画像（例えば、第１画像と第２画像）を表す表示光Ｌ５１を偏光方向が所定の第１方向である偏光光として出射する。液晶表示パネル５２２から出射された表示光Ｌ５１は、偏光変調素子１０に入射する。

【0091】

第１画像と第２画像は、表示対象を、観察者から見て奥行き方向（－Ｚ方向）の異なる位置に位置する第１表示面５１２と第２表示面５１４のそれぞれに、観察者の側から投影した二次元画像である。第１表示面５１２と第２表示面５１４については、後述する。

【0092】

液晶表示パネル５２２は、例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）によりアクティブマトリクス駆動される透過型ＴＮ液晶パネルである。液晶表示パネル５２２は、図３８に示すように、マトリクス状に配列された画素Ｐとゲートドライバ５２３Ｇとデータドライバ５２３Ｄとを有する。ゲートドライバ５２３Ｇは、画素Ｐを行ごとに順次選択して、－Ｙ方向に線順次走査を行う。データドライバ５２３Ｄは、選択された画素Ｐのそれぞれに画像信号に応じた電圧を供給して、画素Ｐのそれぞれに画像信号を書き込む。なお、図３８では、マトリクスに配列された画素Ｐのうちの一部のみを図示している。また、液晶表示パネル５２２は偏光板、液晶等（図示せず）を備えている。

【0093】

光源部５３２は、液晶表示パネル５２２に光を照射する光源である。図３７に示すように、光源部５３２は、液晶表示パネル５２２の背面側（－Ｚ側）に配置される。光源部５３２は、例えば、直下型バックライトである。光源部５３２は、白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）素子、反射シート、拡散シート等を備えている（いずれも図示せず）。

【0094】

立体画像表示装置５１０の偏光変調素子１０は、制御部５８０から供給され画像信号に同期する切り替え信号に基づいて、表示ユニット５２０から出射される表示光Ｌ５１の偏光方向を、所定の第１方向（Ｘ方向）と所定の第２方向（Ｙ方向）とに切り替える。具体的には、第１画像が表示ユニット５２０の液晶表示パネル５２２に表示されている場合、偏光変調素子１０は、入射した表示光Ｌ５１の偏光方向をＸ方向に維持して出射する。一方、第２画像が表示ユニット５２０の液晶表示パネル５２２に表示されている場合、入射した表示光Ｌ５１の偏光方向をＹ方向に切り替えて出射する。

【0095】

偏光変調素子１０は、ＯＦＦレベルの切り替え信号が供給されると、表示光Ｌ５１の偏光方向を９０°回転させ、偏光方向がＹ方向の表示光Ｌ５２を出射する（初期配向状態）。一方、偏光変調素子１０は、ＯＮレベルの切り替え信号が偏光変調素子１０に供給されると、表示光Ｌ５１の偏光方向をＸ方向に維持して表示光Ｌ５２を出射する（ＯＮ状態）。表示光Ｌ５２は、実施形態１～実施形態５における偏光変調素子１０から出射される出射光Ｌ２に相当する。

【0096】

偏光変調素子１０から出射した表示光Ｌ５２は、偏光二焦点レンズ５６０に入射する。切り替え信号については、後述する。

【0097】

立体画像表示装置５１０の偏光二焦点レンズ５６０は、偏光変調素子１０から出射された表示光Ｌ５２に対する焦点距離が表示光Ｌ５２の偏光方向（Ｘ方向とＹ方向）によって異なるレンズである。偏光二焦点レンズ５６０は、第１画像と第２画像のそれぞれを、第１表示面５１２と第２表示面５１４のそれぞれに、観察者から見て虚像として結像させる。第１表示面５１２と第２表示面５１４は、観察者から見て奥行き方向（－Ｚ方向）の異なる位置に位置する仮想の表示面である。本実施形態では、図３７に示すように、第１表示面５１２と第２表示面５１４は、観察者から見て表示ユニット５２０よりも遠くに位置する。また、第２表示面５１４が、第１表示面５１２よりも観察者側（＋Ｚ側）に位置している。

【0098】

観察者は、時分割で順次に表示される、第１表示面５１２の第１画像の虚像と第２表示面５１４の第２画像の虚像とを見て、表示対象が第１表示面５１２と第２表示面５１４との間に位置すると認識する。観察者が認識する表示対象の位置は、第１画像と第２画像の明るさ（例えば、輝度）の比を調整することにより、変えることができる。例えば、第１画像と第２画像の明るさの比が１：１である場合、観察者は、表示対象が第１表示面５１２と第２表示面５１４の中間に位置すると認識する。

【0099】

偏光二焦点レンズ５６０は、例えば、液晶レンズである。偏光二焦点レンズ（液晶レンズ）５６０は、図３９に示すように、第１透光性基板５６１と、第２透光性基板５６２と、液晶５６４とを備える。

【0100】

第１透光性基板５６１と第２透光性基板５６２は、例えば、ガラス基板である。第１透光性基板５６１は、樹脂製のフレネルレンズ５６６を、第２透光性基板５６２に対向する主面５６１ａに有する。第１透光性基板５６１と第２透光性基板５６２は、シール材５６７により貼り合わされ、液晶５６４を挟持する。液晶５６４は、例えば、正の屈折率異方性（Δｎ＝ｎｅ－ｎｏ＞０、ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）を有するネマティック液晶である。液晶５６４は、図示しない配向膜によりＸ方向に配向されている。

【0101】

Ｘ方向に偏光方向を有する第１画像の表示光Ｌ５２が、偏光二焦点レンズ５６０に入射すると、正の屈折率異方性を有する液晶（ネマティック液晶）５６４がＸ方向に配向されているので、偏光二焦点レンズ５６０の表示光Ｌ５２に対する焦点距離は短く、第１画像は第１表示面５１２に結像される。一方、Ｙ方向に偏光方向を有する第２画像の表示光Ｌ５２が、偏光二焦点レンズ５６０に入射すると、偏光二焦点レンズ５６０の表示光Ｌ５２に対する焦点距離は長く、第２画像は第２表示面５１４に結像される。

【0102】

立体画像表示装置５１０の制御部５８０は、図示しない外部装置から入力される入力信号に基づいて、表示ユニット５２０の液晶表示パネル５２２と、偏光変調素子１０とを制御する。制御部５８０は、図４０に示すように、表示駆動部５８２と、偏光変調素子駆動部５８４とを有する。

【0103】

制御部５８０の表示駆動部５８２は、入力信号から、第１画像を表示するための第１画像信号と第２画像を表示するための第２画像信号とを生成する。また、表示駆動部５８２は、画像信号を液晶表示パネル５２２に供給する。さらに、表示駆動部５８２は、偏光変調素子駆動部５８４に、画像信号の供給開始に同期する同期信号を供給する。

【0104】

制御部５８０の偏光変調素子駆動部５８４は、表示駆動部５８２から供給された同期信号に基づいて、切り替え信号を生成する。また、偏光変調素子駆動部５８４は、生成した切り替え信号を偏光変調素子１０に供給する。本実施形態では、偏光変調素子駆動部５８４は、第１画像が液晶表示パネル５２２に表示される場合に、切り替え信号をＯＮレベルにして偏光変調素子１０に供給する。

【0105】

図４１は、制御部５８０のハードウェアの構成を示す。制御部５８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５９２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５９４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５９６と、入出力インタフェース５９８とを備える。ＣＰＵ５９２とＲＯＭ５９４とＲＡＭ５９６と入出力インタフェース５９８は、バス５９９によって接続される。ＣＰＵ５９２は、各種の処理を実行する。ＲＯＭ５９４は、プログラムとデータとを記憶している。ＲＡＭ５９６は、データを記憶する。入出力インタフェース５９８は、ＣＰＵ５９２と、液晶表示パネル５２２と偏光変調素子１０と外部装置との信号を入出力する。制御部５８０の機能は、ＣＰＵ５９２が、ＲＯＭ５９４に記憶されたプログラムを実行することによって、実現される。

【0106】

偏光変調素子１０は、実施形態１～実施形態５で述べたように、低電圧で、所望する偏光方向（Ｘ方向）を有する偏光成分を高い強度で出射できる。したがって、偏光変調素子１０を備える立体画像表示装置５１０では、第１画像の虚像と第２表示面５１４の第２画像の虚像が混ざることにより、立体画像が正しく表示されない現象を、低電圧で抑制できる。

【0107】

＜変形例＞
以上、実施形態を説明したが、本開示は、要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0108】

例えば、透光性電極１０２ｂ、１０４ｂは、ＩＴＯに限られず、他の材料から形成されてもよい。

【0109】

実施形態では、偏光変調素子１０を形成しているＴＮセル１００のねじれ角αは等しい。偏光変調素子１０を形成しているＴＮセル１００のねじれ角αは、互いに異なってもよい。

【0110】

偏光変調素子１０は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）のＴＮセル１００を備えればよく、少なくとも１つの、隣接するＴＮセル１００において、一方のＴＮセル１００の光出射側基板１０４の配向軸方向２００と、他方のＴＮセル１００の光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交していればよい。例えば、下記の変形例１と変形例２のように、偏光変調素子１０は、８個（Ｎ＝８）のＴＮセル１００を備えてもよい。

【0111】

（変形例１）
本変形例の偏光変調素子１０は、ねじれ方向が同じ、８つ（Ｎ＝８）のＴＮセル１００を備える。ＴＮセル１００は、一方のＴＮセル１００の光入射側基板１０２と他方のＴＮセル１００の光出射側基板１０４とを対向させて、順次に積層されている。本変形のＴＮセル１００の構成は、セル厚（２．７４μｍ）と配向軸方向２００を除き、実施形態１のＴＮセル１００と同様である。初期配向状態では、本変形例のＴＮセル１００のネマティック液晶１０６は、＋Ｚ側から平面視した場合に時計回りにねじれて配向している。また、ＴＮセル１００のねじれ角αは１１．２５°であり、ＴＮセル１００のそれぞれのねじれ角αの和は９０°である。図４２は、本変形例のＴＮセル１００の配向軸方向２００を示す。図４２に示すように、本変形例では、４番目（Ｎ／２番目）のＴＮセル１００と５番目（（Ｎ／２）＋１番目）のＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。その他の、隣接するＴＮセル１００では、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００は、一致している。本変形例においても、実施形態１～実施形態５と同様に、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができ、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。さらに、ＴＮセル１００の数が多いので、ＴＮセル１００のセル厚を薄くできる。ＴＮセル１００のセル厚を薄くすることにより、ＴＮセル１００の応答時間をより短くできる。

【0112】

（変形例２）
８つ（Ｎ＝８）のＴＮセル１００を備える偏光変調素子１０も、２つの、隣接するＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交してもよい。本変形例のＴＮセル１００の構成は、セル厚（２．７４μｍ）と配向軸方向２００を除き、変形例１のＴＮセル１００と同様である。図４３に示すように、本変形例では、２番目のＴＮセル１００と３番目のＴＮセル１００と、６番目のＴＮセル１００と７番目のＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している。その他の、隣接するＴＮセル１００では、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００は、一致している。本変形例においても、実施形態１～実施形態５と同様に、低電圧で、高い偏光コントラストｐＣＲを得ることができ、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。さらに、ＴＮセル１００の数が多いので、ＴＮセル１００のセル厚を薄くできる。ＴＮセル１００のセル厚を薄くすることにより、ＴＮセル１００の応答時間をより短くできる。

【0113】

偏光変調素子１０が偶数のＴＮセル１００を備え、Ｎ／２番目のＴＮセル１００と（Ｎ／２）＋１番目のＴＮセル１００において、光出射側基板１０４の配向軸方向２００と光入射側基板１０２の配向軸方向２００が直交している場合（実施形態１、実施形態４、変形例１）、実施形態３、実施形態５、変形例２等では、入射する直線偏光光Ｌ１の偏光方向２５０が、１番目のＴＮセル１００の光入射側基板１０２の配向軸方向２００からずれても、初期配向状態における偏光コントラストｐＣＲは、ほとんど変化しない。したがって、上述の偏光変調素子１０は、直線偏光光Ｌ１の偏光方向２５０と１番目のＴＮセル１００の光入射側基板１０２の配向軸方向２００がずれていても、低電圧で、所望する偏光方向を有する偏光成分を高い強度で出射できる。

【0114】

例えば、図４４に示すように、１番目のＴＮセル１００の配向軸方向２００と直線偏光光Ｌ１の偏光方向２５０がなす角を角度βとした場合、実施形態１の偏光変調素子１０の初期配向状態における偏光コントラストｐＣＲは、図４５に示すように、角度βによって、ほとんど変化しない。また、実施形態３の偏光変調素子１０の初期配向状態における偏光コントラストｐＣＲは、図４６に示すように、角度βによって、ほとんど変化しない。さらに、実施形態５の偏光変調素子１０の初期配向状態における偏光コントラストｐＣＲも、図４７に示すように、角度βによって、ほとんど変化しない。一方、比較例１の偏光変調素子５０Ａの初期配向状態における偏光コントラストｐＣＲは、図４８に示すように、角度βに依存して大きく変化する。

【0115】

以上、好ましい実施形態について説明したが、本開示は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。

【符号の説明】

【0116】

１０，５０Ａ 偏光変調素子、８０ 制御部、１００，１１０，１２０，１３０，１４０ ＴＮセル（ねじれネマティック液晶セル）、１０２ 光入射側基板、１０２ａ 主面、１０２ｂ 透光性電極、１０２ｃ 配向膜、１０４ 光出射側基板、１０４ａ 主面、１０４ｂ 透光性電極、１０４ｃ 配向膜、１０４ 光出射側基板、１０６ ネマティック液晶、１０６Ｍ 液晶分子、１０８ シール材、１１０Ａ，１１０Ｂ，１２０Ａ，１２０Ｂ，１３０Ａ，１３０Ｂ 複屈折板、２００，２１２，２１４，２２２，２２４，２３２，２３４、２４２，２４４ 配向軸方向、２５０ 偏光方向、３１０Ａ，３１０Ｂ，３２０Ａ，３２０Ｂ，３３０Ａ，３３０Ｂ 光軸、５１０ 立体画像表示装置、５１２ 第１表示面、５１４ 第２表示面、５２０ 表示ユニット、５２２ 液晶表示パネル、５２３Ｄ データドライバ、５２３Ｇ ゲートドライバ、５３２ 光源部、５６０ 偏光二焦点レンズ、５６１ 第１透光性基板、５６１ａ 主面、５６２ 第２透光性基板、５６４ 液晶、５６６ フレネルレンズ、５６７ シール材、５８０ 制御部、５８２ 表示駆動部、５８４ 偏光変調素子駆動部、５９２ ＣＰＵ、５９４ ＲＯＭ、５９６ ＲＡＭ、５９８ 入出力インタフェース、５９９ バス、ｄ，ｄ１，ｄ２，ｈ 厚さ、ｐＣＲ 偏光コントラスト、Δｎ 複屈折異方性（位相差）、ｎｏ 常光屈折率、ｎｅ 異常光屈折率、Δε 誘電率異方性、Δｎｄ 複屈折、α ねじれ角、β，δ 角度、λ 波長、θ，φ 交差角、Ｉ１，Ｉ２ 透過光強度、Ｌ１ 直線偏光光（入射光）、Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ２，Ｌ２Ａ 出射光、Ｌ５１，Ｌ５２ 表示光、Ｎ，ｍ 個数、Ｍ 分割数、Ｐ 画素、Ｖ，Ｖ１，Ｖ２ 電圧

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】