DE60106327T2

DE60106327T2 - Flüssigkristall-Projektor mit verbessertem Kontrast

Info

Publication number: DE60106327T2
Application number: DE60106327T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Shinagawa-ku Suzuki; Sou Shinagawa-ku Miyasaka; Yoshiki Shinagawa-ku Shirochi; Takeshi Shinagawa-ku Tanimoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: DE60106327D1; US6784961B2; EP1160617B1; EP1160617A1; US20020018162A1; US20050157235A1; US20040156002A1; US7030951B2; US6885422B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristallprojektorgerät. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Flüssigkristallprojektorgerät, das zum Verhindern einer Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund von Eigenschaften einer Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln ausgebildet ist.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein Projektorgerät zum Projizieren eines Bildes auf einen Schirm unter Vergrößerung und infolgedessen zur Implementierung eines großen Schirms ist als ein Bildanzeigegerät zur Benutzung im und außer Hause weitverbreitet in Gebrauch. Das Projektorgerät wird breit unterteilt in ein Projektorgerät (ein CRT-Projektorgerät) zum Projizieren von aus einem fluoreszierenden Schirm einer CRT (= cathode ray tube (Kathodenstrahlröhre)) austretendem Licht auf einen Schirm und ein Projektorgerät zum Projizieren modulierten Lichts auf einen Schirm nach einem Modulieren von aus einer Lichtquelle emittiertem Licht mittels eines räumlichen Lichtmodulators, und im Fall des letzteren ist ein Projektorgerät (ein Flüssigkristallprojektorgerät), das eine Flüssigkristallplatte als den räumlichen Lichtmodulator benutzt, im Hauptstrom.
1 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems eines Flüssigkristallprojektorgeräts der Bezugstechnik bzw. verwandten Technik (ein optisches System eines Dreiplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgeräts, das drei Transmissionstyp-Flüssigkristallplatten für R, G, B benutzt).
Eine Lichtquelle 11 weist eine Lampe 12 (beispielsweise eine Xenonlampe) und einen Reflektor 13 zum Reflektieren von Licht (unpolarisiertes weißes Licht) auf, das von der Lampe 12 emittiert wird, um das Licht in ein Strahlenbündel zu formen, das einen vorbestimmten Divergenzwinkel aufweist. Von der Lichtquelle 11 emittiertes Licht geht der Reihe nach durch Mikrolinsenarrays 14 und 15 und einen Polarisator 16.
Die Mikrolinsenarrays 14 und 15 weisen ein Array aus mehreren Mikrolinsen 14a bzw. ein Array aus mehreren Mikrolinsen 15a auf (beispielsweise weist jede Linse einen Durchmesser von 1 mm bis 5 mm auf). Jede Linse 14a ist rechteckig und in der Form einer Plattenfläche eines jeden von Transmissionstyp-Flüssigkristallmodulen 28, 29 und 30 ähnlich, damit das aus der Linse 14a austretende Licht auf eine Plattenfläche einer jeden von später zu beschreibenden Flüssigkristallplatten 42 fokussiert werden kann.
Das Mikrolinsenarray 15 ist im Wesentlichen in einem Brennpunkt der Linsen 14a angeordnet. Jede einzelne der Linsen 15a korrespondiert mit jeweils einer einzelnen der Linsen 14a, und jede Linse 15a weist eine solche Form auf, dass das aus der korrespondierenden Linse 14a austretenden Licht größtmöglich in die Linse 15a eintreten kann.
Die Mikrolinsenarrays 14 und 15 ermöglichen, dass das von der Lichtquelle 11 emittierte Licht gleichförmig in die Plattenfläche der Flüssigkristallplatte eintreten kann, und dienen zum Verbessern der Gleichförmigkeit eines auf einem Schirm anzuzeigenden Bildes (die Gleichförmigkeit bezieht sich auf die Gleichförmigkeit von Helligkeit und Farbe zur Anzeige eines Bildes der gleichen Helligkeit oder Farbe über dem gesamten Schirm).
Der Polarisator 16 ist eine Einrichtung zum Umsetzen des größten Teils von ankommendem nicht polarisierten Licht in linear polarisiertes Licht (beispielsweise p-polarisiertes Licht) und dann Ermöglichen, dass das linear polarisierte Licht austritt. Der Polarisator 16 dient zum Verbessern der Nutzungseffizienz des von der Lichtquelle 11 emittierten Lichts, und dient auch zum Verbessern des Kontrasts eines auf einem Schirm anzuzeigenden Bildes durch Erhöhung der Menge von aus der Flüssigkristallplatte zur Zeit einer Weißanzeige austretendem Licht.
Das vom Polarisator 16 austretende p-polarisierte Licht wird von einer Linse 17 fokussiert und trifft auf eine dichroitischen Spiegel 18. Beispielsweise transmittiert der diochroitische Spiegel 18 von RGB-Licht rotes Licht und reflektiert grünes Licht und blaues Licht. Durch den dichroitischen Spiegel 18 gehendes p-polarisiertes rotes Licht wird von einem Spiegel 19 reflektiert, und das reflektierte Licht wird von einer Linse 20 auf ein Flüssigkristallmodul 28 fokussiert und tritt in dieses ein.
Vom dichroitischen Spiegel 18 reflektiertes p-polarisiertes grünes Licht und p-polarisiertes blaues Licht trifft auf einen dichroitischen Spiegel 21. Beispielsweise transmittiert der dichroitische Spiegel 21 blaues Licht und reflektiert grünes Licht. Das vom dichroitischen Spiegel 21 reflektierte p-polarisierte grüne Licht wird von einer Linse 22 auf ein Flüssigkristallmodul 29 fokussiert und tritt in dieses ein.
Das durch den dichroitischen Spiegel 21 gehende p-polarisierte blaue Licht wird von einer Linse 23, einem Spiegel 24, einer Linse 25, einem Spiegel 26 und einer Linse 27 wiederholt fokussiert und reflektiert, und dann tritt das Licht in ein Flüssigkristallmodul 30 ein.
Die Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 weisen die gleiche Konfiguration auf. 2 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems jedes der Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30. Nahe bei der Eintrittsseite der Transmissionstyp-Flüssigkristallplatte 42 ist eine Polarisationsfolie bzw. ein Flächenpolarisator 41 angeordnet, und nahe bei der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte 42 ist ein Polarisator 47 angeordnet. Der Polarisator 41 weist die so festgelegt Orientierung der Polarisationsachse (die Lichttransmissionsachse) auf, dass das p-polarisierte Licht durch den Polarisator 41 gehen kann. Deshalb gehen das in das Flüssigkristallmodul 28 eintretende p-polarisierte rote Licht, das in das Flüssigkristallmodul 29 eintretende p-polarisierte grüne Licht und das in das Flüssigkristallmodul 30 eintretende p-polarisierte blaue Licht so wie sie sind durch die Polarisatoren 41 und treten in die Flüssigkristallplatten 42 ein.
Die Flüssigkristallplatte 42 ist eine TN-Flüssigkristallplatte (TN = twisted nematic (verdreht nematisch)) und ändert den Ort eines resultierenden elektrischen Feldvektors von durch Flüssigkristallmoleküle gehendem Licht entsprechend dem Pegel einer an die Flüssigkristallmoleküle angelegten Spannung. An die Flüssigkristallmoleküle von Pixeln der Flüssigkristallplatten 42 der Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 ist im normalen Weißmodus eine Spannung entsprechend den Pegeln von Videosignalen für rot, grün und blau angelegt. Beispielsweise sei ein aktives Matrixtreibersystem als ein System zum Betreiben der Flüssigkristallplatte 42 angenommen.
Auf der Eintrittsseite der Flüssigkristallplatte 42 sind in einem Substrat 43 Mikrolinsen 44 vorhanden, von denen jede einzelne mit je einem einzelnen der Pixel korrespondiert. Die Mikrolinsen 44 sind Linsen zum Fokussieren von auf die korrespondierenden Pixel einfallendem Licht auf effektive Anzeigebereichabschnitten der Pixel (das heißt Abschnitte, die keine Elektrode, Schalteinrichtung usw. aufweisen und auf diese Weise zum Ermöglichen fähig sind, dass Licht durch die Abschnitte geht). Die Mikrolinsen 44 dienen im Wesentlichen zur Erhöhung einer Verhältnisapertur der Flüssigkristallplatte 42 und dienen auch zur Zeit einer Weißanzeige zur Verbesserung des Kontrasts eines Bildes durch Erhöhung der Menge von aus der Flüssigkristallplatte 42 austretendem Licht.
Licht, das durch eine Flüssigkristallschicht 45 der Flüssigkristallplatte 42 geht und dann durch ein Substrat 46 auf der Austrittsseite austritt, tritt in den Polarisator 47 ein. Die Orientierung der Polarisationsachse der Polarisationsfolie bzw. des Flächenpolarisators 47 ist senkrecht zu der des Polarisators 41, und deshalb ermöglicht der Polarisator 47, dass s-polarisiertes Licht durch den Polarisator 47 geht.
Durch die Polarisatoren 47 der Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 gehendes s-polarisiertes rotes Licht, s-polarisiertes grünes Licht und s-polarisiertes blaues Licht tritt, wie in 1 gezeigt, aus drei Richtungen in ein dichroitisches Prisma 31 ein. Das dichroitische Prisma 31 weist einen Filterfilm 31a zum Transmittieren von grünem Licht aus dem Flüssigkristallmodul 29 und Reflektieren von rotem Licht aus dem Flüssigkristallmodul 28 in der gleichen Richtung wie das grüne Licht und einen Filterfilm 31b zum Transmittieren von grünem Licht aus dem Flüssigkristallmodul 29 und Reflektieren von blauem Licht aus dem Flüssigkristallmodul 30 in der gleichen Richtung wie das grüne Licht auf. Das s-polarisierte rote Licht, s-polarisierte grüne Licht und s-polarisierte blaue Licht werden vom dichroitischem Prisma 31 zu einem einzelnen Strahlenbündel kombiniert.
Das aus dem dichroitischen Prisma 31 austretende s-polarisierte Licht wird über ein optisches Projektionssystem 32 auf einen Schirm (nicht gezeigt) projiziert.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist das Flüssigkristallprojektorgerät der verwandten Technik dazu gedacht, die Gleichmäßigkeit durch die Mikrolinsenarrays 14 und 15, die in einem optischen Beleuchtungssystem zum Leiten von Licht aus der Lichtquelle 11 zu den Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 vorhanden sind, zu verbessern, den Kontrast durch den Polarisator 16, der im optischen Beleuchtungssystem vorhanden ist, zu verbessern und den Kontrast durch die Mikrolinsen 44, die im Substrat 43 auf der Eintrittsseite jeder der Flüssigkristallplatten 42 der Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 vorhanden sind, zu verbessern.
Eine TN-Flüssigkristallplatte und eine STN-Flüssigkristallplatte (STN = supertwisted nematic (hochverdreht nematisch)) weisen die Eigenschaften auf, dass sie nicht zur Änderung des Ortes eines resultierenden elektrischen Feldvektors von schräg auf eine Plattenfläche einfallendem Licht entsprechend einem Anfangspegel (entsprechend dem Pegel einer angelegten Spannung) fähig sind. Dies wird als Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln bezeichnet.
Wie in 18 gezeigt resultieren die Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln aus Neigungswinkeln (Vorneigungswinkel) p1 und p2 der Flüssigkristallmoleküle 53 bezüglich Reibrichtungen 51a und 52a der jeweiligen Ausrichtungsschichten von Substraten 51 und 52 (die mit den Substraten 43 bzw. 46 in 7 korrespondieren) auf der Eintritts- bzw. Austrittsseite einer Flüssigkristallplatte. Aufgrund der Existenz der Vorneigungswinkel erzeugt beim Durchgang durch die Flüssigkristallmoleküle das schräg auf eine Plattenfläche einfallende Licht eine Phasenverschiebung zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht in einer Ebene parallel zur Plattenfläche, und erzeugt auch eine Phasenverschiebung zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht in einer Ebene senkrecht zur Plattenfläche. Als Resultat wird es nicht möglich, den Ort eines resultierenden elektrischen Feldvektors des einfallenden Lichts entsprechend einem Anfangspegel zu ändern.
Bei einer eine TN-Flüssigkristallplatte oder eine STN-Flüssigkristallplatte benutzenden Flüssigkristallanzeige ändert sich aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln auch im normalen Weißmodus linear polarisiertes Licht (beispielsweise p-polarisiertes Licht), das durch Pixel schräg in die Flüssigkristallplatte eintritt, um schwarz anzuzeigen (das heißt Pixel, an denen eine Spannung so angelegt ist, dass Flüssigkristallmoleküle senkrecht zu einem Substrat ausgerichtet werden können), in elliptisch polarisiertes Licht, das dann durch die Pixel aus der Flüssigkristallplatte austritt. Dann geht die s-polarisierte Lichtkomponente des elliptisch polarisierten Lichts durch einen Analysator und wird dann auf einen Schirm projiziert (das heißt Schwarz hebt sich ab), und deshalb kann sich der Kontrast verschlechtern.
19 stellt die Korrelation zwischen einem Lichteinfallswinkel bezüglich einer Flüssigkristallplatte und den Grad der Verschlechterung des Kontrasts dar. Je größer der Einfallswinkel θ wird, desto niedriger wird ungeachtet einer Einfallsrichtung Φ in einer Ebenen parallel zu einer Plattenfläche der Flüssigkristallplatte der Kontrast CR.
Der Grad von Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel ändert sich entsprechend einer Zellenspaltbreite einer Flüssigkristallplatte (das heißt einem Abstand zwischen zwei Substraten, zwischen denen Flüssigkristallmoleküle angeordnet sind). In dem Fall, dass die Zellenspaltbreiten entsprechend Teilen der Flüssigkristallplatte variieren, bewirken, auch wenn ein Bild der gleichen Helligkeit über dem ganzen Schirm angezeigt werden sollte (Spannungen auf dem gleichen Pegel werden an alle Pixel angelegt), die Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln Variationen der Transmission von nach schrägem Eintritt in die Flüssigkristallplatte und dann Austritt aus der Flüssigkristallplatte durch einen Analysator gehendem Licht entsprechend den Teilen der Flüssigkristallplatte, und deshalb kann die Helligkeit des Bildes ungleichförmig werden (das heißt, die Gleichförmigkeit kann sich verschlechtern).
Wie oben beschrieben kann sich ein Bildanzeigegerät, das eine Flüssigkristallplatte benutzt, aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln, die aus der Existenz der Voreigungswinkel resultieren, im Kontrast und in der Gleichmäßigkeit verschlechtern. Obgleich eine Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeige hinsichtlich der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln konstruiert ist, ist ein Flüssigkristallprojektorgerät, das eine Projektionstyp-Flüssigkristallanzeige ist, nicht dazu gedacht, den Kontrast und die Gleichmäßigkeit hinsichtlich der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln zu verbessern.
Der Grund, warum die Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeige hinsichtlich der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln konstruiert ist, ist folgender: Die schräg in die Flüssigkristallplatte einfallende Lichtmenge ist groß, da der Divergenzwinkel des von einer Lichtquelle emittierten Lichts groß ist, und überdies wird ein Schirm oft so schräg betrachtet, dass das schräg in die Flüssigkristallplatte eintretende und dann von der Flüssigkristallplatte austretende Licht die Augen erreicht.
Der Grund, warum das Flüssigkristallprojektorgerät ohne die Berücksichtigung der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln konstruiert ist, ist folgender: Das Gerät ist bisher in Anbetracht von nur linear polarisiertem Licht, das aus einer Richtung senkrecht zu einer Plattenfläche einfällt, gestaltet worden, da von einer Lichtquelle ein Bündel aus im Wesentlichen parallelen Strahlen emittiert worden ist und die emittierten Strahlen über ein optisches Beleuchtungssystem in die Flüssigkristallplatte eingetreten sind, wobei sie im Wesentlichen parallel blieben.
Jedoch hat auch das Flüssigkristallprojektorgerät neuerdings die Tendenz gehabt, zum Zweck der Anzeige eines helleren Bildes einen Bereich eines Lichteinfallswinkels bezüglich der Flüssigkristallplatte durch Erhöhung des Divergenzwinkels von aus der Lichtquelle emittiertem Licht oder durch Reduzierung der Fokussierzahl bzw. f-Zahl des optischen Beleuchtungssystems zu erhöhen.
Auch bei dem in den 1 und 2 gezeigten Flüssigkristallprojektorgerät ist die f-Zahl des optischen Beleuchtungssystems so reduziert, dass der Lichteinfallswinkel bezüglich jeder der Flüssigkristallplatten 42 der Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 beispielsweise zwischen etwa plus und minus 10 bis 15 Grad liegt. Deshalb ändert sich durch Pixel schräg in die Flüssigkristallplatte eintretendes p-polarisiertes Licht zum Anzeigen von Schwarz in elliptisch polarisiertes Licht, das dann durch die Pixel aus der Flüssigkristallplatte austritt und dann s-polarisierte Lichtkomponenten des elliptisch polarisierten Lichts durch den Polarisator 47 gehen und dann auf einen Schirm projiziert werden, so dass sich der Kontrast verschlechtert.
Wenn die Zellenspaltbreiten entsprechend Teilen der Flüssigkristallplatten 42 der individuellen Flüssigkristallmodule 28, 29 und 30 variieren, oder wenn die Zellenspaltbreiten der Flüssigkristallplatten 42 zwischen den Flüssigkristallmodulen 28, 29 und 30 differieren, wird, auch wenn ein Bild der gleichen Helligkeit oder Farbe über dem gesamten Schirm angezeigt werden soll, die Helligkeit oder Farbe eines auf einem Schirm angezeigten Bildes ungleichförmig (das heißt, die Gleichförmigkeit verschlechtert sich).
Deshalb hat neuerdings auch das Flüssigkristallprojektorgerät eine Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindern müssen.
Obgleich das Flüssigkristallprojektorgerät so konfiguriert ist, dass der Lichteinfallswinkel bezüglich jeder der Flüssigkristallplatten zwischen etwa plus und minus 10 bis 15 Grad liegt, weist das Flüssigkristallprojektorgerät im Vergleich zur Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeige einen viel schmaleren Bereich des Einfallswinkels auf. Deshalb kann die Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit nicht verhindert werden, selbst wenn eine konventionelle Lösung zur Gestaltung der Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeige in Anbetracht der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln für das Flüssigkristallprojektorgerät so wie es ist angenommen wird.
Das US-Patent 5 684 548 beschreibt ein System, bei dem ein Mikrolinsenarray zum Verbessern der Effizienz, mit der einfallendes Licht von einem Flüssigkristallanzeigeelement gesammelt wird, benutzt wird. Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind aus diesem Dokument bekannt.
Die europäische Patentanmeldung 0 576 304 beschreibt ein System, bei dem eine Phasendifferenzplatte in Verbindung mit einer Flüssigkristallanzeige so benutzt ist, dass Kontraständerungen aufgrund von Betrachtungswinkeländerungen eines Anzeigebildes reduziert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der Erfindung sucht ein Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät bereitzustellen, das eine Schwarzpegelanzeige verbessern und somit ein Bild eines im Vergleich zur verwandten Technik bzw. Bezugstechnik höheren Kontrasts anzeigen kann.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sucht eine Verschlechterung des Kontrast und der Gleichförmigkeit aufgrund von Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln durch eine für ein Flüssigkristallprojektorgerät, das eine TN-Flüssigkristallplatte oder eine STN-Flüssigkristallplatte benutzt (insbesondere ein Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät, das, wie in den 1 und 2 dargestellt, Flüssigkristallplatten aufweist, deren jede Mikrolinsen zur Erhöhung der numerischen Apertur aufweist) geeignete Lösung zu verhindern.
Ein Flüssigkristallprojektor gemäß einem Aspekt der Erfindung weist auf: eine Lichtquelle zum Emittieren von zur Bildanzeige erforderlichem Licht, eine Transmissionstyp-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die eine Flüssigkristallschicht, die eine Ausrichtung mehrerer verdrehter Flüssigkristalhnoleküle aufweist, und eine Einrichtung zum wahlweisen Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristallschicht in Reaktion auf ein Bildsignal und dadurch Neuausrichten der Flüssigkristallmoleküle und auf diese Weise Modulieren von durch die Flüssigkristallschicht gehendem Licht aufweist eine Projektionslinse zum Projizieren des von der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung modulierten Lichts, einen Polarisator zum Ermöglichen, dass linear polarisiertes Licht, das in von der Lichtquelle emittiertem Licht enthalten ist, in die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung eintritt, mehrere zwischen dem Polarisator und der Flüssigkristallschicht angeordnete Mikrolinsen zum Fokussieren des von der Lichtquelle auf die Flüssigkristallschicht emittierten Lichts, einen Analysator zum Ermöglichen, dass linear polarisiertes Licht, das in von der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung austretendem Licht enthalten ist, in die Projektionslinse eintritt, und einen ersten optischen Kompensator zum Kompensieren einer durch Flüssigkristallmoleküle auf einer Lichteintrittsseite der Flüssigkristallschicht verursachten optischen Phasendifferenz, wobei der erste optische Kompensator zwischen der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung und dem Analysator auf einer Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung angeordnet ist und eine Doppelbrechung eines zu einer Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht eingesetzten Vorzeichens aufweist.
Bei einer Ausführungsform des Flüssigkristallprojektorgeräts ist der optische Kompensator, der die Doppelbrechung in den Ebenen parallel und senkrecht zu einer Plattenfläche der Flüssigkristallschicht die Doppelbrechung aufweist, zwischen der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung und dem Analysator (das heißt nahe der Austrittsseite der Flüssigkristalleinrichtung) angeordnet und kompensiert der optische Kompensator die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel (das heißt Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht in den Ebenen parallel und senkrecht zur Plattenfläche) durch die Doppelbrechung des optischen Kompensators, wenn Licht nach schrägem Eintritt in die Flüssigkristallplatte durch die Flüssigkristallmoleküle geht.
Nach schrägem Eintritt in die Flüssigkristallplatte durch Pixel aus der Flüssigkristallplatte austretendes Licht zur Anzeige von Schwarz nimmt beim Durchgang durch den Analysator im Transmissionsgrad ab, da der optische Kompensator die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel kompensiert und folglich weniger linear polarisierte Lichtkomponenten durch den Analysator gehen. Deshalb wird von der Flüssigkristallplatte durch die Pixel eine kleinere Lichtmenge auf einen Schirm zur Anzeige von Schwarz projiziert (das heißt schwarz am sich Abheben gehindert), so dass aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln eine Verschlechterung im Kontrast verhindert wird.
Selbst wenn Zellenspaltbreiten entsprechend Teilen der individuellen Flüssigkristallplatten variieren (das heißt, die Grade von Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel differieren zwischen den Teilen), oder selbst wenn die Zellenspaltbreiten zwischen mehreren der Flüssigkristallplatten differieren (das heißt, die Grade von Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel differieren zwischen den Flüssigkristallplatten), kompensiert der optische Kompensator die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel, so dass eine Verschlechterung der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindert wird.
Wenn der optische Kompensator zwischen dem Polarisator und der Flüssigkristallplatte (das heißt nahe bei der Eintrittsseite der Flüssigkristallplatte) angeordnet ist, wird über den optischen Kompensator in die Flüssigkristallplatte eintretendes Licht von den Mikrolinsen auf die Flüssigkristallmoleküle fokussiert und tritt in die Flüssigkristallmoleküle so ein, dass ein Einfallswinkel des Lichts bezüglich des optischen Kompensators von einem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle differiert. Der Grad von Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels ist durch den tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle bestimmt. Als Resultat wird es, wenn der optische Kompensator nahe bei der Eintrittsseite angeordnet ist, schwierig, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels entsprechend dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle optimal zu kompensieren.
Wenn andererseits der optische Kompensator, wie im Fall des oben beschriebenen Flüssigkristallprojektorgeräts, nahe bei der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte angeordnet ist, ist ein tatsächlicher Lichteinfallswinkel bezüglich der Flüssigkristallmoleküle gleich einem Austrittswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallplatte, so dass ein Einfallswinkel des Lichts bezüglich des optischen Kompensators gleich dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle wird. Deshalb wird es leicht, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels entsprechend dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle optimal zu kompensieren.
Vorzugsweise ist beispielsweise ein Phasendifferenzfilm (generell als ein „einachsig orientierter Phasendifferenzfilm" bezeichnet), der eine Doppelbrechung nur in einer Ebene parallel zu einer Filmfläche aufweist, in einem Winkel zu einer Plattenfläche der Flüssigkristallplatte so angeordnet, dass er als der optische Kompensator wirkt.
Um zu ermöglichen, dass linear polarisiertes Licht, das eine Schwingungsrichtung senkrecht zum Polarisator und Analysator aufweist, durch den Polarisator und den Analysator geht (das heißt im normalen Weißmodus), wird es beispielsweise bevorzugt, dass entweder eine Phasenverzögerungsachse oder eine Phasenvoreilungsachse des einachsig orientierten Phasendifferenzfilms senkrecht zu einer Polarisationsachse des Polarisators (oder des Analysators) ist, und der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm um eine Achse parallel zur Polarisationsachse des Polarisator (oder des Analysators) geneigt ist.
Dies ermöglicht eine Kompensation der Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite (oder der Austrittsseite) unabhängig von den Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite (oder der Eintrittsseite).
Außerdem kann sowohl der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm, dessen Phasenverzögerungsachse oder Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators ist, als auch der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm, dessen Phasenverzögerungsachse oder Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Analysators ist, angeordnet sein. Dies ermöglicht eine Kompensation sowohl der Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite als auch der Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite unabhängig voneinander und ermöglicht deshalb eine noch größere Verstärkung des Effekts einer Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit.
Vorzugsweise ist als ein anderes Beispiel eines Phasendifferenzfilms (generell als „ein speziell biaxial orientierter Phasendifferenzfilm" oder „ein Betrachtungswinkelerhöhungsfilm" bezeichnet), der eine Doppelbrechung in Ebenen parallel und senkrecht zu einer Filmfläche aufweist, parallel zur Plattenfläche der Flüssigkristallplatte angeordnet, um als der optische Kompensator zu wirken. Dies ermöglicht eine Minimierung der Zunahme eines Abstandes zwischen der Flüssigkristallplatte und dem Analysator und erlaubt es deshalb, zur Baugrößenherabsetzung des optischen Systems des Flüssigkristallprojektorgeräts beizutragen.
Vorteilhafterweise weist das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät der Erfindung außerdem einen zweiten optischen Kompensator auf, der in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung auf der Lichtaustrittsseite angeordnet ist, wobei der zweite optische Kompensator eine optische Phasendifferenz kompensiert, die von Flüssigkristallmolekülen im lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursacht wird.
Vorteilhafterweise weist das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät der Erfindung außerdem einen dritten optischen Kompensator auf, der in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung auf der Lichtaustrittsseite angeordnet ist, wobei der dritte optische Kompensator eine optische Phasendifferenz kompensiert, die von in einem das lichteintrittsseitige und das lichtaustrittsseitige Gebiet ausschließenden Gebiet der Flüssigkristallschicht vorhandenen Flüssigkristallmolekülen verursacht wird. Vorteilhafterweise weist der dritte optische Kompensator eine Doppelbrechung eines zur Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht entgegengesetzten Vorzeichens auf. Beispielsweise variiert in einem Zustand, in welchem an die Flüssigkristallschicht eine Spannung angelegt ist, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle entsprechend der Position der Moleküle in der Flüssigkristallschicht so, dass die Hauptachsen der Moleküle im lichteintrittsseitigen und lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht senkrecht oder etwa senkrecht zu der zur Flüssigkristallschicht senkrechten optischen Achse sind und die Hauptachsenmoleküle im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht parallel oder etwa parallel zur optischen Achse sind, wobei der dritte optische Kompensator so wirkt, dass er eine optische Phasendifferenz, die von Licht verursacht wird, das in die eine zur optischen Achse parallel oder etwa parallel ausgerichtete Hauptachse aufweisenden Flüssigkristallmoleküle eintritt, und wobei in dem Zustand, in welchem an die Flüssigkristallschicht eine Spannung angelegt ist, die optischen Achsen der Moleküle des dritten optischen Kompensators so ausgerichtet sind, dass sie parallel zu den Hauptachsen der zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich klar aus der folgenden Beschreibung illustrativer Ausführungsformen, die Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist, in denen:
1 ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems eines Dreiplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgeräts der verwandten Technik zeigt;
2 ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems jedes von in 1 gezeigten Flüssigkristallmodulen zeigt;
3 eine Querschnittsdarstellung eines Beispiels einer Konfiguration eines peripheren Abschnitts einer Flüssigkristallplatte eines generellen Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts ist;
4 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung eines optischen Problems des generellen Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts ist;
5 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung des Falles ist, bei dem ein optischer Kompensator zur Benutzung in einem Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegerät bei einem Projektionstyps-Flüssigkristallanzeigegerät angewendet ist;
6 ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems eines Dreiplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgeräts zeigt, bei dem die Erfindung angewendet ist;
7 ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems jedes von in 6 gezeigten Flüssigkristallmodulen zeigt;
8 eine Anordnung eines einachsig orientierten Phasendifferenzfilms zeigt;
9 einen Zustand zeigt, in welchem aus einer Flüssigkristallplatte austretendes Licht durch einen einachsig orientierten Phasendifferenzfilm geht;
10A bis 10C Darstellungen des von der Lichteintrittsseite aus betrachteten einachsig orientierten Phasendifferenzfilms sind;
11 einen Berechnungsindex und eine Dicke des einachsig orientierten Phasendifferenzfilms zeigt;
12 einen Betrachtungswinkelerhöhungsfilm zeigt, der eine zur Verzögerung des einen Neigungswinkel α aufweisenden einachsig orientierten Phasendifferenzfilms äquivalente Verzögerung aufweist;
13 ein Kurvenbild des Simulationsresultats ist;
14 eine Tabelle eines aus dem in 13 gezeigten Simulationsresultat berechneten Kontrast-Verbesserungsverhältnisses ist;
15 ein Kurvenbild der aus dem Simulationsresultat berechneten Korrelation zwischen einem Neigungswinkel und einem Kontrast ist;
16 ein Kurvenbild des Simulationsresultats ist;
17 ein Kurvenbild des Simulationsresultats ist;
18 Vorneigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle zeigt;
19 die Korrelation zwischen dem Lichteinfallswinkel bezüglich der Flüssigkristallplatte und den Grad einer Verschlechterung des Kontrasts zeigt;
20 eine gesamte Konfiguration eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
21 eine Querschnittsdarstellung einer generellen Konfiguration jedes von Flüssigkristallplattenabschnitten des in 20 gezeigten Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts ist;
22 eine Querschnittsdarstellung einer detaillierten Konfiguration der in 21 gezeigten Flüssigkristallplatte ist;
23 die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einem Zustand darstellt, in welchem an der in 22 gezeigten Flüssigkristallschicht keine Spannung angelegt ist;
24 die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einem Zustand darstellt, in welchem an die in 22 gezeigte Flüssigkristallschicht eine Spannung angelegt ist;
25 verschiedene Typen von axialen Richtungen optischer Elemente des in 21 gezeigten Flüssigkristallplattenabschnitts darstellt;
26 die Korrelation zwischen der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in der in 21 gezeigten Flüssigkristallplatte und der Ausrichtung von Molekülen in optischen Kompensatoren darstellt;
27 einen Vergleich der Korrelation zwischen der in 24 gezeigten Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen und der Ausrichtung von Molekülen in optischen Kompensatoren darstellt;
28 optische Eigenschaften eines positiven einachsigen Kristalls darstellt;
29 optische Eigenschaften eines negativen einachsigen Kristalls darstellt;
30 eine Querschnittsdarstellung einer generellen Konfiguration jedes von Flüssigkristallplattenabschnitten eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist; und
31 die Korrelation zwischen der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in der Flüssigkristallplatte und der Ausrichtung von Molekülen in optischen Kompensatoren bei der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ILLUSTRATIVEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 6 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems eines Dreiplatten-Transmissionstyps-Flüssigkristallprojektorgeräts, bei dem die Erfindung angewendet ist. Teile des optischen Systems weisen mit Ausnahme der Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 gemeinsame Konfigurationen mit denen eines optischen Systems eines in 1 gezeigten Dreiplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgeräts auf, und infolgedessen sind die Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie die Bezugszeichen in 1 bezeichnet.
Die Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 weisen die gleiche Konfiguration auf. 7 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines optischen Systems jedes der Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3, und Teile, die mit in 2 gezeigten Teilen eine gemeinsame Konfiguration aufweisen, sind mit den gleichen Bezugszeichen wie die Bezugszeichen in 2 bezeichnet. Die Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 ein Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 parallel zu einer Plattenfläche einer Flüssigkristallplatte 42 zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und einem Polarisator (einem Analysator) 47 (das heißt nahe bei der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte 42) angeordnet ist.
Der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 weist in Ebenen parallel und senkrecht zu einer Filmfläche Doppelbrechung auf. Wegen der Doppelbrechung dient der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 zum Kompensieren von Phasenverschiebungen aufgrund vor Vorneigungswinkeln von Flüssigkristallmolekülen, durch die schräg in die Flüssigkristallplatte 42 eintretendes Licht geht (das heißt Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht in Ebenen parallel und senkrecht zu der Plattenfläche).
Licht, das nach schrägem Eintritt in die Flüssigkristallplatte 42 durch Pixel aus der Flüssigkristallplatte 42 zur Anzeige von Schwarz austritt, nimmt beim Durchgang durch den Polarisator 47 im Transmissionsgrad ab, da der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel kompensiert und folglich weniger linear polarisierte Lichtkomponenten durch den Polarisator 47 gehen. Infolgedessen wird von der Flüssigkristallplatte 42 durch die Pixel eine kleinere Lichtmenge zur Anzeige von Schwarz auf einen Schirm projiziert (das heißt, Schwarz wird am sich Abheben gehindert), und deshalb wird eine Verschlechterung des Kontrasts aufgrund von Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindert, so dass der Kontrast verbessert wird.
Wenn Zellenspaltbreiten entsprechend Teilen der Flüssigkristallplatten 42 der individuellen Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 variieren (das heißt, die Grade von Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel differieren zwischen den Teilen), oder wenn die Zellenspaltbreiten der Flüssigkristallplatten 42 zwischen den Flüssigkristallmodulen 1, 2 und 3 differieren (das heißt, die Grade von Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel differieren zwischen den Flüssigkristallmodulen 1, 2 und 3), wird eine Verschlechterung der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkel durch Kompensation der Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel verhindert, so dass die Gleichförmigkeit verbessert wird.
Die Größe der Verzögerung des zu benutzenden Betrachtungswinkelerhöhungsfilms wird durch das folgende Verfahren bestimmt.
Zuallererst wird, wie in 8 gezeigt, ein einachsig orientierter Phasendifferenzfilm 5 (das heißt ein Phasendifferenzfilm, der eine Doppelbrechung nur in einer Ebene parallel zu einer Filmfläche aufweist und nachstehend manchmal als ein Phasendifferenzfilm bezeichnet wird) zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 derart angeordnet, dass eine Phasenverzögerungsachse Sa des Films 5 senkrecht zu einer Polarisationsachse 47a des Polarisators 47 ist, und dass der Film 5 in einem Winkel α zur Ebene (die x-y-Ebene) parallel zur Plattenfläche der Flüssigkristallplatte 42 um eine zur Polarisationsachse 47a parallele Achse (die y-Achse) geneigt ist.
Zur Darstellung der Flüssigkristallplatte 42 zeigt 8 ein Substrat 43 auf der Eintrittsseite der Flüssigkristallplatte 42, eine Reibrichtung 43a einer Ausrichtungsschicht auf dem Substrat 43, ein Substrat 46 auf der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte 42, eine Reibrichtung 46a einer Ausrichtungsschicht auf dem Substrat 46 und Flüssigkristallmoleküle 48 in einer Flüssigkristallschicht 45, die zu den Substraten 43 und 46 benachbart ist. 8 zeigt keine Mikrolinsen 44 (siehe 7) des Substrats 43.
9 zeigt einen Zustand, in welchem Licht La, Licht Lb und Licht Lc von aus der Flüssigkristallplatte 42 austretendem Licht, das durch eine zur Plattenfläche der Flüssigkristallplatte 42 senkrechte und zur Polarisationsachse 47a des Polarisators 47 parallele Ebene (die z-y-Ebene) geht, durch den Phasendifferenzfilm 5 in einem Zustand, in welchem der Phasendifferenzfilm 5 wie in 8 gezeigt geneigt ist, gehen.
Das Licht La ist in einer Richtung (die z-Achsenrichtung) senkrecht zur Plattenfläche der Flüssigkristallplatte 42 austretendes Licht. In anderen Worten ist das Licht La resultierendes Licht, nachdem nach Eintritt in die Flüssigkristallplatte 42 aus der Richtung senkrecht zur Plattenfläche p-polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallplatte 42 austritt. Deshalb treten die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel nicht auf, wenn das Licht La durch die Flüssigkristallmoleküle geht.
Im Vergleich zum Licht La ist das Licht Lb Licht, das in in der Ebene parallel zur Polarisationsachse 47a einem Winkel β nach rechts austritt. In anderen Worten ist das Licht Lb resultierendes Licht, nachdem nach Eintritt in die Flüssigkristallplatte 42 in der z-y-Ebene in einem Winkel von rechts p-polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallplatte 42 austritt. Die Richtung der Polarisationsachse 47a stimmt, wie in 8 gezeigt, mit der Reibrichtung 46a der Ausrichtungsschicht des Substrats 46 auf der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte 42 überein. Wenn das Licht Lb durch die Flüssigkristallmoleküle geht, werden durch den Vorneigungswinkel (das heißt einen Neigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle 48 zur Reibrichtung 46a der Ausrichtungsschicht auf dem Substrat 46) auf der Austrittsseite in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht verursacht und dadurch der Ort eines resultierenden elektrischen Feldvektors des Lichts Lb geändert und deshalb das Licht Lb in elliptisch polarisiertes Licht geändert.
Das Licht Lc ist in der Ebene parallel zur Polarisationsachse 47a im Winkel β nach links austretendes Licht. In anderen Worten ist das Licht Lc resultierendes Licht, nachdem nach Eintritt in die Flüssigkristallplatte 42 in der z-y-Ebene in einem Winkel nach links p-polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallplatte 42 austritt. Wenn das Licht Lc durch die Flüssigkristallmoleküle geht, werden durch den Vorneigungswinkel auf der Austrittsseite in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht (das heißt Phasenverschiebungen, die in der Richtung zu den Phasenverschiebungen des Lichts Lb entgegengesetzt sind) verursacht und dadurch der Ort eines resultierenden elektrischen Feldvektors des Lichts Lc geändert und deshalb das Licht Lc in elliptisch polarisiertes Licht (das heißt in elliptisch polarisiertes Licht, das in der Richtung zum elliptisch polarisierten Licht, in das sich das Licht Lb ändert, entgegengesetzt ist) geändert.
Die 10A bis 10C sind Darstellungen des Phasendifferenzfilms 5, betrachtet von der Seite, durch die das Licht La, das Licht Lb und das Licht Lc austritt (das heißt der Seite des Polarisators 47), aus. 10A ist die Darstellung des Phasendifferenzfilms 5, betrachtet aus der Richtung, in der das in 9 gezeigte Licht La ankommt. Wenn aus dieser Richtung betrachtet, ist die Phasenverzögerungsachse Sa senkrecht zur Richtung der Polarisationsachse 47a. Deshalb ändert sich der Ort des resultierenden elektrischen Feldvektors des Licht La nicht, wenn das Licht La durch den Phasendifferenzfilms 5 geht, so dass das Licht La in den Polarisator eintritt, während das p-polarisierte Licht beibehalten wird.
10B ist die Darstellung des Phasendifferenzfilms 5, betrachtet aus der Richtung, in der das in 9 gezeigte Licht Lb ankommt. Wenn aus dieser Richtung betrachtet, ist die Phasenverzögerungsachse Sa des Phasendifferenzfilms 5 in einem Winkel γ nach rechts zu der zur Richtung der Polarisationsachse 47a senkrechten Richtung geneigt. Deshalb erzeugt das Licht Lb in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht entsprechend einer Verzögerung des Phasendifferenzfilms 5 in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene, wenn es durch den Phasendifferenzfilms 5 geht.
10C ist die Darstellung des Phasendifferenzfilms 5, betrachtet aus der Richtung, in der das in 9 gezeigt Licht Lc ankommt. Wenn aus dieser Richtung betrachtet, ist die Phasenverzögerungsachse Sa des Phasendifferenzfilms 5 in einem Winkel γ nach links zu der zur Richtung der Polarisationsachse 47a senkrechten Richtung geneigt. Deshalb erzeugt das Licht Lc in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht (das heißt Phasenverschiebungen, die in der Richtung zu den Phasenverschiebungen des Lichts Lb entgegengesetzt sind) entsprechend einer Verzögerung des Phasendifferenzfilms 5 in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene, wenn es durch den Phasendifferenzfilms 5 geht.
Wie oben beschrieben sind das Licht Lb und das Licht Lc in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene in entgegengesetzten Richtungen phasenverschoben, wenn sie durch den Phasendifferenzfilm 5 gehen. Die Phasenverschiebungen, die erzeugt werden, wenn das Licht Lb und das Licht Lc durch den Phasendifferenzfilm 5 gehen, können deshalb die Phasenverschiebungen des Lichts Lb und des Lichts Lc in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite kompensieren, die erzeugt werden, wenn das Licht Lb und das Licht Lc durch die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallplatte 42 gehen (das heißt, die Phasenverschiebungen können reduziert werden).
Die Größe der Verzögerung des Phasendifferenzfilms 5 in der x-y-Ebenen und der z-y-Ebene ändert sich entsprechend dem Winkel einer Neigung des Phasendifferenzfilms 5. Das heißt, der Grad einer Kompensation der Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite ändert sich entsprechend dem Neigungswinkel α.
Dann wird der Transmissionsgrad von aus der Flüssigkristallplatte 42 durch Pixel austretendem Licht zum Anzeigen von Schwarz unter variierenden Neigungswinkeln α des Phasendifferenzfilms 5 geprüft, wenn das austretende Licht durch den Polarisator 47 geht. Der Neigungswinkel α des Phasendifferenzfilms 5 wird so bestimmt, dass der Transmissionsgrad gleich oder kleiner als ein lokales Minimum oder gleichförmiger Wert ist (das heißt so, dass die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels kompensiert werden).
Wenn der Phasendifferenzfilm 5 zwischen einem in 7 gezeigten Polarisator 41 (einem Analysator) und der Flüssigkristallplatte 42 (das heißt nahe bei der Eintrittsseite der Flüssigkristallplatte 42) angeordnet ist, wird über den Phasendifferenzfilm 5 in die Flüssigkristallplatte 42 eintretendes Licht durch die Mikrolinsen 44 auf die Flüssigkristallmoleküle fokussiert und tritt in die Flüssigkristallmoleküle (die Flüssigkristallschicht 45) so ein, dass, wie in 7 gezeigt, ein Einfallswinkel des Lichts bezüglich des Phasendifferenzfilms 5 von einem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle differiert. Der Grad von Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels wird durch den tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle bestimmt. Als Resultat wird es, wenn der Phasendifferenzfilm 5 nahe bei der Eintrittsseite angeordnet ist, schwierig, den Einfallswinkel α des Phasendifferenzfilms 5 so zu bestimmen, dass die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels entsprechend dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle optimal kompensiert wird.
Wenn andererseits der Phasendifferenzfilm 5 nahe bei der Austrittsseite der Flüssigkristallplatte 42 angeordnet ist, ist ein tatsächlicher Lichteinfallswinkel bezüglich der Flüssigkristallmoleküle gleich einem Austrittswinkel des Lichts aus der Flüssigkristallplatte 42, so dass ein Einfallswinkel des Lichts bezüglich des Phasendifferenzfilms 5 gleich dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle wird. Deshalb ist es leicht, den Neigungswinkel α des Phasendifferenzfilms 5 so zu bestimmen, dass die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels entsprechend dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle kompensiert werden.
Auch werden, wenn der Phasendifferenzfilm 5 zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 in dem auf diese Weise bestimmten Neigungswinkel α angeordnet wird, Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite kompensiert, so dass eine Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindert wird.
Für eine Baugrößenreduzierung des optischen Systems ist es jedoch nicht vorteilhaft, das Flüssigkristallprojektorgerät mit dem Phasendifferenzfilm 5 in einer solchen geneigten Position herzustellen, da ein Abstand zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 größer wird.
Es wird ein Betrachtungswinkelerhöhungsfilm, der eine zur Verzögerung des den Neigungswinkel α aufweisenden Phasendifferenzfilms äquivalente Verzögerung aufweist, zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 parallel zur Plattenfläche angeordnet, wodurch eine Minimierung der Erhöhung des Abstandes zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 ermöglicht ist.
Dann wird die Größe der Verzögerung des Betrachtungswinkelerhöhungsfilms bestimmt, um zum Phasendifferenzfilm 5 der den Neigungswinkel α aufweist, äquivalent zu sein.
Wie in 11 gezeigt ist ein Brechungsindex der Phasenverzögerungsachse Sa des Phasendifferenzfilms 5 durch „ne" angezeigt, ist ein Brechungsindex einer Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms 5 durch „no1" angezeigt, ist ein Brechungsindex des Phasendifferenzfilms 5 in Richtung senkrecht zur Filmfläche durch „no2" angezeigt, und ist eine Dicke des Phasendifferenzfilms 5 durch „d" angezeigt. Die jeweiligen Werte von ne, no1, no2 und d sind bekannt.
Brechungsindizes des Phasendifferenzfilms 5 in der x-Achsen-, y-Achsen- und z-Achserrichtung sind durch „nx", „ny" bzw. „nz" angezeigt. Eine Hauptachse entlang der zur Phasenverzögerungsachse Sa parallelen Richtung ist durch „x0" angezeigt, eine Hauptachse entlang der zur Phasenvoreilungsachse parallelen Richtung ist durch „y0" angedeutet (in diesem Fall ist die y0-Achsenrichtung die gleiche wie die y-Achsenrichtung), und eine Hauptachse entlang der zur Filmfläche senkrechten Richtung ist durch „z0" angezeigt.
Eine Verzögerung Rxy und eine Verzögerung Rzy des Phasendifferenzfilms 5 in der x-y-Ebene und der z-y-Ebene der Flüssigkristallplatte 42 sind durch die folgenden, d, nx, ny, nz und den Neigungswinkel α benutzenden jeweiligen Gleichungen (1) bzw. (2) Rxy = (nx-ny)d/cosα (1) Rzy = (nz-ny)d/cosα (2)ausgedrückt.
Der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm, der eine Verzögerung aufweist, die äquivalent ist zur Verzögerung des Phasendifferenzfilms 5, der den Neigungswinkel α aufweist, weist Verzögerungen auf, die in Ebenen parallel und senkrecht zu einer Filmfläche gleich Rxy bzw. Rzy sind. Das heißt, der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm weist, wie in 12 gezeigt, in der Ebene parallel zur Filmfläche in zwei orthogonalen Richtungen Brechungsindizes nx und ny, in der Ebene senkrecht zur Filmfläche einen Brechungsindex nz und eine Dicke d/cosα auf.
Ein Wert des Brechungsindizes ny ist gleich no1, da die y0-Achsenrichtung gleich der y-Achsenrichtung ist. Welcher Typ von Betrachtungswinkelerhöhungsfilm äquivalent zum Phasendifferenzfilm 5 ist, kann demnach durch Berechnung der jeweiligen Werte der verbleibenden Brechungsindizes nx und nz bestimmt werden. Die Werte von nx und nz werden auf die folgende Weise berechnet.
Die Korrelation zwischen den Werten von x0, y0 und z0 und den Werten von ne, no1 und no2 werden durch eine Gleichung eines Indexellipsoids dargestellt, die als die folgende Gleichung (3)
ausgedrückt ist.
Wie aus der 11 hervorgeht, wird die Korrelation zwischen den Werten von x0, y0 und z0 und den Werten nx, ny und nz durch die folgenden Gleichungen (4) und (5) x0 = nx · cosα, y0 = 0 , z0 = –nx · sinα (4) x0=nz·sinα, y0=0, z0=nz·cosα (5)ausgedrückt.
Die Gleichung (4) wird in die Gleichung (3) eingesetzt, wodurch der Wert von nx durch die folgende Gleichung (6) gegeben ist. Die Gleichung (5) wird in die Gleichung (3) eingesetzt, wodurch der Wert von nz durch die folgende Gleichung (7) gegeben ist. Auf diese Weise kann bestimmt werden, welcher Typ von Betrachtungswinkelerhöhungsfilm zum Phasendifferenzfilm 5 äquivalent ist.
Dann wird ein Betrachtungswinkelerhöhungsfilm, der die auf die vorstehend erwähnte Weise bestimmte Verzögerung aufweist, bereitgestellt. Der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm wird als der in 7 gezeigte Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 benutzt.
Der in 7 gezeigte Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 ist in der folgenden Weise konfiguriert: Das heißt, die Größe der Verzögerung des zu benutzenden Betrachtungswinkelerhöhungsfilms 4 wird durch das oben erwähnte Verfahren bestimmt, und dann wird der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 zwischen der Flüssigkristallplatte 42 jedes der Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 und dem Polarisator 47 parallel zur Plattenfläche angeordnet und wird an der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 befestigt.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann eine Operation zum Prüfen des Transmissionsgrads von bei variierenden Einfallswinkeln α des Phasendifferenzfilms 5 durch den Polarisator 47 gehendem Licht in einer Situation ausgeführt werden, bei welcher der Phasendifferenzfilm 5 tatsächlich zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 angeordnet ist, oder sie kann in Simulation ausgeführt werden.
Die Anmelderin führte diese Operation in einer Simulation unter Benutzung eines von SHINTECH, Inc. erhältlichen Flüssigkristallsimulators „LCD MASTER" durch. Das heißt, Parameter wie beispielsweise eine Zellenspaltbreite und eine dielektrische Konstante, eine elastische Konstante, Drehviskosität, eine Schraubenganghöhe und ein Vorneigungswinkel der TN-Flüssigkristallmoleküle wurden für die Flüssigkristallplatte 42 eingestellt, und die Korrelation zwischen dem Pegel einer an eine TN-Flüssigkristallplatte angelegten Spannung und der Verteilung von Direktoren (die Orientierungen der Hauptachsenrichtungen der Flüssigkristallmoleküle) wurde unter Benutzung der Parameter berechnet. Dann wurde entsprechend der Direktorverteilung ein Brechungsindex von ordentlichem Licht und ein Brechungsindex außerordentlichem Licht über der gesamten TN-Flüssigkristallplatte berechnet, wenn die angelegte Spannung auf einen Pegel zur Anzeige von Schwarz und auf einen Zwischenpegel eingestellt war.
In einem optischen Modell, das eine zu der Flüssigkristallplatte 42, dem Phasendifferenzfilm 5 und dem Polarisator 47, die in 8 gezeigt sind, ähnliche Kombination aus der TN-Flüssigkristallplatte, einem Phasendifferenzfilm 5 (eine Viertelwellenplatte oder eine 1/8-Wellenplatte) und einem Analysator aufweist, wurde die Korrelation zwischen einem Einfallswinkel von Licht (einer Wellenlänge von 550 nm) bezüglich der TN-Flüssigkristallplatte und dem Durchlässigkeitsgrad von aus der TN-Flüssigkristallplatte austretendem Licht zur Zeit des Durchgangs des Lichts durch den Analysator durch ein 4-mal-4-Matrixverfahren bei variierenden Einfallswinkeln (durch α in 8 angedeutet) des Phasendifferenzfilms berechnet. Im optischen Modell wurden die Verzögerungen der Viertelwellenplatte und der 1/8-Wellenplatte auf λ/4 bzw. λ/8 ohne geändert zu werden eingestellt, ungeachtet der Größe des Einfallswinkels α der Viertelwellenplatte oder der 1/8-Wellenplatte (das heißt, selbst wenn eine Distanz des Durchgangs von Licht durch die Viertelwellenplatte oder die 1/8-Wellenplatte größer als eine Dicke der Viertelwellenplatte oder der 1/8-Wellenplatte war).
13 zeigt das Resultat der Simulation von ähnlich wie das Licht La, das Licht Lb und das Licht Lc, die in 9 gezeigt sind, aus der TN-Flüssigkristallplatte in eine senkrecht zur Plattenfläche und parallel zu einer Polarisationsachse des Analysators austretendem Licht unter den Bedingungen, dass die Viertelwellenplatte als der Phasendifferenzfilm benutzt sind und die angelegte Spannung auf den Pegel zur Anzeige von Schwarz eingestellt ist.
13 zeigt auch die Korrelation zwischen dem Einfallswinkel und der Intensität von einfallendem Licht, die durch Benutzung von Parametern wie beispielsweise eines Divergenzwinkels, des Helligkeits- bzw. Leuchtdichtezentrums, der Dispersion und eines Dämpfungsindex einer Lichtquelle berechnet ist.
13 zeigt auch die Korrelation zwischen dem Einfallswinkel und der Intensität von einfallendem Licht, die durch Benutzung von Parametern wie beispielsweise eines Divergenzwinkels, des Helligkeits- bzw. Leuchtdichtezentrums, der Dispersion und eines Dämpfungsindex einer Lichtquelle berechnet ist. Aus der Korrelation ist zu entnehmen, dass der Einfallswinkel des Lichts bezüglich der TN-Flüssigkristallplatte zwischen etwa plus und minus 14 Grad liegt.
14 zeigt von dem in 13 gezeigten Simulationsresultat berechnete Kontrastwerte bei Einfallswinkeln zwischen plus und minus 14 Grad und Verbesserungsverhältnisse des Kontrasts (das heißt die Verhältnisse der Kontrastwerte zu einem Kontrastwert, 2414, die unter Benutzung eines keine Viertelwellenplatte aufweisenden optischen Modells berechnet sind) bei jedem von Neigungswinkeln der Viertelwellenplatte. Es ist zu entnehmen, dass der Kontrast in der Nähe eines Einfallswinkels von 20° am stärksten ist, wenn die Viertelwellenplatte als der Phasendifferenzfilm verwendet ist.
15 zeigt die vom Simulationsresultat und Neigungswinkeln der 1/8-Wellenplatte berechnete Korrelation zwischen Kontrastwerten bei Einfallswinkeln zwischen plus und minus 14 Grad (die Kontrastwerte korrespondieren nicht direkt mit den in 14 gezeigten Werten, da die Kontrastwerte relative Werte sind), nach der Simulation von aus der TN-Flüssigkristallplatte in die Ebene senkrecht zur Plattenfläche und parallel zur Polarisationsachse des Analysators unter den Bedingungen, dass die 1/8-Wellenplatte als der Phasendifferenzfilm benutzt ist und die angelegte Spannung auf dem Pegel zur Anzeige von Schwarz eingestellt ist, austretendem Licht. Es ist zu entnehmen, dass der Kontrast in der Nähe eines Einfallswinkels von 42 Grad am stärksten ist, wenn die ein 1/8-Wellenplatte als der Phasendifferenzfilm benutzt ist.
16 zeigt das Simulationsresultat von aus der TN-Flüssigkristallplatte in die Ebene senkrecht zur Plattenfläche und parallel zur Polarisationsachse des Analysators unter den Bedingungen, dass die Viertelwellenplatte als der Phasendifferenzfilm benutzt ist und die angelegte Spannung auf einen 50%-Pegel eingestellt ist, austretendem Licht. Wenn die angelegte Spannung auf den 50%-Pegel eingestellt ist, ist der Einfluss des Einfallswinkels auf den Transmissionsgrad in dem Fall, bei dem die Viertelwellenplatte einen Einfallswinkel von 20 Grad aufweist, bei dem der Kontrast am stärksten verbessert wird (14), geringer als der Einfluss in dem Fall, bei dem die Viertelwellenplatte einen Einfallswinkel von 0 Grad aufweist.
Obgleich nicht gezeigt wird das gleiche Resultat wie das in 16 gezeigte Resultat erhalten, wenn die angelegte Spannung auf den Zwischenpegel mit Ausnahme des 50%-Pegels eingestellt ist. Der geringere Einfluss des Einfallswinkels auf den Durchlässigkeitsgrad bei dem Zwischenpegel zeigt, dass die Verschlechterung in der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindert wird, selbst wenn Zellenspaltbreiten entsprechend den individuellen Flüssigkristallplatten variieren oder wenn Zellenspaltbreiten zwischen verschiedenen Flüssigkristallplatten differieren.
17 zeigt das Simulationsresultat von aus der TN-Flüssigkristallplatte in eine Ebene senkrecht zur Plattenfläche und zur Polarisationsachse des Analysators (das heißt eine Ebene senkrecht zur Ebene, in der das Licht La, das Licht Lb und das Licht Lc, die in 9 gezeigt sind, durchgehen) unter den Bedingungen, dass die Viertelwellenplatte als der Phasendifferenzfilm benutzt ist und die angelegte Spannung auf den Pegel zur Anzeige von Schwarz eingestellt ist, austretendem Licht. Der Durchlässigkeitsgrad des durch den Analysator gehenden Lichts ändert sich nicht, selbst wenn sich der Einfallswinkel der Viertelwellenplatte ändert.
Das Licht korrespondiert mit resultierendem Licht in 8, nachdem nach Eintritt in die Flüssigkristallplatte 42 durch eine zur Plattenfläche der Flüssigkristallplatte 42 senkrechte Ebene (die z-y-Ebene) und parallel zu einer Polarisationsachse 41a des Polarisators 41 p-polarisiertes Licht aus der Flüssigkristallplatte 42 austritt. Die Richtung der Polarisationsachse 41a stimmt mit der Reibrichtung 43a der Ausrichtungsschicht auf dem Substrat 43 auf der Eintrittsseite der Flüssigkristallplatte 42 überein. Im Fall des schrägen Lichteintritts in die Flüssigkristallplatte 42 werden, wenn das Licht durch die Flüssigkristallmoleküle geht, Phasenverschiebungen zwischen außerordentlichem Licht und ordentlichem Licht in der x-y-Ebene und der z-x-Ebene durch den Vorneigungswinkel auf der Eintrittsseite (das heißt ein Neigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle 48 zur Reibrichtung 43a) verursacht, wodurch der Ort eines resultierenden elektrischen Feldvektors des Lichts geändert und deshalb das Licht in elliptisch polarisiertes Licht geändert wird.
Die Tatsache, dass sich der Transmissionsgrad des in die Ebene senkrecht zur Polarisationsachse des Analysators austretenden Lichts nicht ändert, wenn das Licht durch den Analysator geht, zeigt an, dass die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite unabhängig kompensiert werden kann, ohne einen Einfluss auf die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite zu haben. Wenn umgekehrt die Phasenverzögerungsachse des Phasendifferenzfilms eher senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators als des Analysators ist (wenn die Phasenverzögerungsachse senkrecht zur Polarisationsachse 41a des Polarisators 41 in 1 ist), können die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite unabhängig von den Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite kompensiert werden.
Selbst wenn der Versuch gemacht wird, den Betrachtungswinkelerhöhungsfilm, der eine Verzögerung aufweist, die zu der Verzögerung des den Neigungswinkel α aufweisenden Phasendifferenzfilms 5 beim oben erwähnten Beispiel äquivalent ist, bereitzustellen, kann möglicherweise in Wirklichkeit nur der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm, dessen Verzögerung nicht exakt äquivalent zur Verzögerung des Phasendifferenzfilms 5, sondern etwas verschieden davon ist, verfügbar oder hergestellt sein.
Selbst wenn der eine exakt äquivalente Verzögerung aufweisende Betrachtungswinkelerhöhungsfilm bereitgestellt werden kann, so kann, wenn die Operation wie oben beschrieben in Simulation ausgeführt wird, die Wirkung der Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit wegen einer fast unmerklichen Differenz zwischen einem simulierten optischen Modell und einem optischen System eines tatsächlichen Flüssigkristallprojektorgeräts etwas unter dem Simulationsresultat sein.
Nachdem der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 zwischen der Flüssigkristallplatte 42 jedes der Flüssigkristallmodule 1, 2 und 3 und dem Polarisator 47 angeordnet ist, ist es vorteilhaft, wenn vor dem Befestigen des Betrachtungswinkelerhöhungsfilms 4 an der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 das Flüssigkristallprojektorgerät eine Feineinstellung einer Drehwinkelposition des Betrachtungswinkelerhöhungsfilms 4 in der Ebene parallel zur Filmfläche (beispielsweise das Gerät ändert die Drehwinkelposition in einem Winkelbereich zwischen etwa 1 und 2 Grad) während des Projizierens eines Bilds auf den Schirm durchgeführt wird.
Die Feineinstellung wird für die Drehwinkelposition des Betrachtungswinkelerhöhungsfilms 4 wie oben beschrieben ausgeführt, wodurch die Feineinstellung für die Größe von Doppelbrechung in der Ebene, durch die das Licht La, das Licht Lb und das Licht Lc, die in 9 gezeigt sind, gehen, ausgeführt werden kann und deshalb eine Feineinstellung für den Kontrast und die Gleichförmigkeit des Bildes ausgeführt werden kann.
Dann wird die Drehwinkelposition so bestimmt, dass sie den Kontrast und die Gleichförmigkeit am stärksten verbessert, und der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 kann in der bestimmten Drehwinkelposition befestigt werden. Deshalb kann der Effekt der Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit des Bildes für jedes der individuellen Flüssigkristallprojektorgeräte am stärksten vergrößert werden.
Wenngleich bei dem oben beschriebenen Beispiel die Phasenverzögerungsachse Sa des Phasendifferenzfilms 5 senkrecht zur Polarisationsachse 47a des Polarisators 47 ist, so kann die Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms 5 und nicht die Phasenverzögerungsachse Sa senkrecht zur Polarisationsachse 47a sein. Auch in diesem Fall werden das Licht Lb und das Licht Lc, die in 9 gezeigt sind, in entgegengesetzten Richtungen phasenverschoben, wenn sie durch den Phasendifferenzfilm 5 gehen (das heißt, die Phasenverschiebungen finden in der Richtung entgegengesetzt zu den Phasenverschiebungen statt, die auftreten, wenn die Phasenverzögerungsachse Sa senkrecht zur Polarisationsachse 47a ist), und deshalb können die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite kompensiert werden.
Wenngleich bei dem oben beschriebenen Beispiel die Phasenverzögerungsachse Sa des Phasendifferenzfilms 5 senkrecht zur Polarisationsachse 47a des Polarisators 47 ist, so kann die Phasenverzögerungsachse Sa oder die Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms senkrecht zur Polarisationsachse 41a des Polarisators 41 und nicht zur Polarisationsachse 47a des Polarisators 47 sein. Infolgedessen können, wie oben beschrieben, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite kompensiert werden.
Das oben beschriebene Verfahren kann natürlich implementiert werden, wenn die Phasenverzögerungsachse Sa oder die Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms 5 senkrecht zur Polarisationsachse 47a ist und wenn die Phasenverzögerungsachse Sa oder die Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms 5 senkrecht zur Polarisationsachse 41a ist. Dies ermöglicht die Kompensation sowohl der Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite als auch die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite unabhängig voneinander und ermöglicht deshalb eine noch größere Verstärkung des Effekts der Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel ist der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm 4 zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 angeordnet. Wenn geringe Notwendigkeit für eine Berücksichtigung der Baugrößenreduktion des optischen Systems besteht, kann jedoch das Flüssigkristallprojektorgerät in einem Zustand hergestellt werden, bei dem ein einachsig orientierter Phasendifferenzfilm, bei dem der bestimmte Neigungswinkel α ähnlich zum Phasendifferenzfilm 5 bestimmt ist, tatsächlich zwischen der Flüssigkristallplatte 42 und dem Polarisator 47 angeordnet ist.
Die Erfindung kann bei jedem Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät, das Flüssigkristallplatten aufweist, deren jede Mikrolinsen zur Erhöhung der numerischen Apertur aufweist, (beispielsweise bei einem Dreiplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät oder einem Einzelplatten-Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät, das eine von der in den 1 und 2 verschiedene Konfiguration aufweist) angewendet werden.
Das oben beschriebene Verfahren kann die Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund der Eigenschaften der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln verhindern, selbst wenn das Verfahren bei einem Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät, das nicht die Mikrolinsen zur Erhöhung der numerischen Apertur aufweisende Flüssigkristallplatten aufweist, angewendet wird. Als ein Verfahren zur Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit kann das oben beschriebene Verfahren deshalb sowohl für das die jeweils Mikrolinsen aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweisende Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät als auch für das die Mikrolinsen nicht aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweisende Transmissionstyp- Flüssigkristallprojektorgerät in allgemeine Benutzung genommen und implementiert werden.
Wie oben beschrieben kann das dargestellte Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät gemäß der Erfindung, das die jeweils die Mikrolinsen zur Erhöhung der numerischen Apertur aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweist, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels entsprechend dem tatsächlichen Einfallswinkel des Lichts bezüglich der Flüssigkristallmoleküle optimal kompensieren, und deshalb kann das Gerät die Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund der Vorneigungswinkel verhindern und kann auf diese Weise den Kontrast und die Gleichförmigkeit verbessern.
Im normalen Weißmodus können, wenn der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm derart angeordnet ist, dass entweder seine Phasenverzögerungsachse oder seine Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators (oder des Analysators) ist, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite (oder der Austrittsseite) unabhängig von den Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite (oder der Eintrittsseite) kompensiert werden.
Wenn sowohl der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm, dessen Phasenverzögerungsachse oder Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators ist, als auch der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm, dessen Phasenverzögerungsachse oder Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Analysators ist, angeordnet sind, können sowohl die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite als auch die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite unabhängig voneinander kompensiert werden, und deshalb können der Kontrast und die Gleichförmigkeit stärker verbessert werden.
Wenn der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm bereitgestellt ist, kann der Film die Erhöhung der Distanz zwischen der Flüssigkristallplatte und dem Analysator minimieren und kann deshalb zu dem in der Baugröße herabgesetzten optischen System des Flüssigkristallprojektorgeräts beitragen.
Gemäß dem dargestellten Verfahren zur Verbesserung des Kontrast der Erfindung kann das Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät, das die jeweils die Mikrolinsen zur Erhöhung der numerischen Apertur aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweist, die Phasenverschiebungen aufgrund der Vorneigungswinkel entsprechend dem tatsächlichen Lichteinfallswinkel bezüglich der Flüssigkristallmoleküle optimal kompensieren, und deshalb kann das Gerät die Verschlechterung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit aufgrund der Vorneigungswinkel verhindern und kann auf diese Weise den Kontrast und die Gleichförmigkeit verbessern.
Das Verfahren kann die Zunahme der Distanz zwischen der Flüssigkristallplatte und dem Analysator minimieren und kann deshalb zum in der Baugrößen herabgesetzten optischen System des Flüssigkristallprojektorgeräts beitragen.
Das Verfahren zur Verbesserung des Kontrasts und der Gleichförmigkeit kann sowohl für das die jeweils die Mikrolinsen aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweisende Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgerät als auch für das die nicht die Mikrolinsen aufweisenden Flüssigkristallplatten aufweisende Transmissionstyp-Flüssigkristallprojektorgeräts allgemein in Benutzung genommen werden.
Beim normalen Weißmodus können, wenn der einachsig orientierte Phasendifferenzfilm derart angeordnet ist, dass entweder seine Phasenverzögerungsachse oder seine Phasenvoreilungsachse senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators (oder des Analysators) ist, und dass der Film um die zur Polarisationsachse des Polarisators (oder des Analysators) parallele Achse geneigt ist, die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite (oder der Austrittsseite) unabhängig von den Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite (oder der Eintrittsseite) kompensiert werden.
In dem Fall, dass entweder die Phasenverzögerungsachse oder die Phasenvoreilungsachse des einachsig orientierten Phasendifferenzfilms senkrecht zur Polarisationsachse des Polarisators ist, und dass entweder die Phasenverzögerungsachse oder die Phasenvoreilungsachse des einachsig orientierten Phasendifferenzfilms senkrecht zur Polarisationsachse des Analysators ist, können, wenn der zweite, dritte und vierte Schritt ausgeführt werden, sowohl die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Eintrittsseite als auch die Phasenverschiebungen aufgrund des Vorneigungswinkels auf der Austrittsseite unabhängig voneinander kompensiert werden, und deshalb können der Kontrast und die Gleichförmigkeit noch stärker verbessert werden.
Wenn die Feineinstellung für die Drehwinkelposition des Betrachtungswinkelerhöhungsfilms in der Ebene parallel zur Filmfläche ausgeführt wird, können, selbst nachdem der Betrachtungswinkelerhöhungsfilm angeordnet ist, der Kontrast und die Gleichförmigkeit verbessert werden.
[Vergleich]
Die Beschreibung der zweiten und dritten Ausführungsform überlappt die obige Beschreibung, und ihre Hintergrundtechnik wird unten beschrieben.
Bisher ist ein Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät (ein Flüssigkristallprojektor) zur Anzeige eines Bildes durch Projizieren von Licht, das einer Lichtmodulation durch eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung (nachstehend als Flüssigkristallplatte bezeichnet) unterworfen wird, auf einem Schirm beschrieben worden. Typen einer Bildprojektion des Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts weisen einen Vorderprojektionstyp (einen Vordertyp) zum Projizieren eines Bildes von der Vorderseite eines Schirms, einen Hinterprojektionstyp (Hintertyp) zum Projizieren eines Bildes von der Hinterseite eines Schirmes auf. Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräte für Farbanzeige weisen einen Einzelplattentyp, der eine einzelne Flüssigkristallplatte benutzt, und einen Dreiplattentyp, der drei Flüssigkristallplatten für rotes (R) Licht, grünes (G) Licht und blaues (B) Licht auf.
Bei Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräten wird oft eine TN-Typ-Flüssigkristallplatte (TN = twisted nematic (nematisch verdreht)) benutzt. Die TN-Typ-Flüssigkristallplatte weist einen zwischen zwei Substraten abgedichteten, verdreht nematisch Flüssigkristall auf. Der nematische Flüssigkristall ist aus mehreren stäbchenförmigen Molekülen, die mit ihren Hauptachsen in der gleichen Richtung orientiert ausgerichtet sind, zusammengesetzt. Generell weist der nematische Flüssigkristall eine zur Doppelbrechung eines positiven einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung auf. In diesem Fall sind die Richtungen der optischen Achsen der Flüssigkristallmoleküle die gleichen wie die Richtungen der Hauptachsen der Moleküle. In der TN-Typ-Flüssigkristallplatte ist der nematische Flüssigkristall derart zwischen den zwei Substraten angeordnet, dass die Hauptachsen der Moleküle parallel zu den zwei Substraten ausgerichtet sind und dass die Hauptachsen der Moleküle um 90 Grad gedreht sind, wenn sie weiter weg von einem Substrat und näher zum anderen Substrat situiert werden. Wenn in die oben erwähnte TN-Typ-Flüssigkristallplatte in einem normalen Zustand, bei dem keine Spannung an die Flüssigkristallplatte angelegt ist, Licht eintritt, wird von der Verdrehung des Flüssigkristalls das optische Drehvermögen erzeugt, so dass die Schwingungsrichtung entlang der Verdrehung des Flüssigkristalls um 90 Grad gedreht wird. Wenn andererseits eine Spannung an die TN-Typ-Flüssigkristallplatte angelegt ist, sind die Flüssigkristallmoleküle so neu ausgerichtet, dass die Hauptachsen der Moleküle senkrecht zu den Substraten sein können, und infolgedessen ist das optische Drehvermögen verloren gegangen. Deshalb geht in diesem Zustand das ankommende Licht durch die Flüssigkristallplatte, wobei die Schwingungsrichtung beibehalten wird.
3 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines peripheren Abschnitts einer Flüssigkristallplatte eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts. Bei dem Beispiel der Konfiguration sind auf der Lichteintrittsseite und auf der Lichtaustrittsseite in Bezug auf eine Flüssigkristallplatte 101 ein eintrittsseitiger Polarisator 102 bzw. ein austrittsseitiger Polarisator 103 angeordnet. Die Flüssigkristallplatte 101 ist eine Transmissionstyp-Flüssigkristallplatte, die einen TN-Flüssigkristall benutzt, und weist einen verdrehten nematischen Flüssigkristall auf, der zwischen zwei Substraten (nicht gezeigt) innerhalb der TN-Flüssigkristallplatte 101 versiegelt ist. Der eintrittsseitige Polarisator 102 und der austrittsseitige Polarisator 103 sind derart angeordnet, dass sich ihre Lichttransmissionsachsen in rechten Winkeln kreuzen, das heißt die sogenannten gekreuzten Nikols gelten. Die Transmissionsachse des eintrittsseitigen Polarisators 102 ist so eingestellt, dass sie in der gleichen Richtung wie die Richtung der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen an der Oberfläche eines eintrittsseitigen Substrats der Flüssigkristallplatte 101 orientiert ist. Die Transmissionsachse des austrittsseitigen Polarisators 103 ist so eingestellt, dass sie in der gleichen Richtung wie die Richtung der Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen an einer Oberfläche eines austrittsseitigen Substrats der Flüssigkristallplatte 101 orientiert ist.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration geht, wenn von einer Lichtquelle (nicht gezeigt) emittiertes Licht L0 in den eintrittsseitigen Polarisator 102 eintritt, nur eine linear polarisierte Lichtkomponente 111, welche die gleiche Schwingungsrichtung wie die Richtung der Transmissionsachse des eintrittsseitigen Polarisators 102 aufweist, durch den eintrittsseitigen Polarisators 102. Lichtkomponenten 112, welche die Schwingungsrichtung senkrecht zur Transmissionsachse des eintrittsseitigen Polarisators 102 aufweisen, werden vom eintrittsseitigen Polarisator 102 absorbiert, so dass die Lichtkomponenten nicht durch den eintrittsseitigen Polarisator 102 gehen. Nach Durchgang durch den eintrittsseitigen Polarisator 102 treten dann die Lichtkomponenten 111 in die Flüssigkristallplatte 101 ein.
In einem normalen Zustand, in welchem keine Spannung an einer Flüssigkristallschicht in des Flüssigkristallplatte 101 angelegt ist, wird von der Verdrehung des Flüssigkristalls das optische Drehvermögen erzeugt, so dass die Schwingungsrichtung des Lichts entlang der Verdrehung des Flüssigkristalls um 90 Grad gedreht wird. Infolgedessen ändert sich die Schwingungsrichtung des aus der Flüssigkristallplatte 101 austretenden Lichts in die gleiche Richtung wie die Richtung der Transmissionsachse des austrittsseitigen Polarisators 103, so dass das Licht durch den austrittsseitigen Polarisator 103 geht. Nach Durchgang durch den austrittsseitigen Polarisator 103 wird das Licht von einem optischen Projektionssystem (nicht gezeigt) auf einen Schirm projiziert. Zu dieser Zeit ist der Anzeigestatus eines Bildes die sogenannte Weißpegelanzeige. Andererseits sind in einem leitenden Zustand, bei dem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallplatte 101 angelegt ist, die Flüssigkristallmoleküle so neu ausgerichtet, dass die Richtungen der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle die gleichen wie die Richtung einer optischen Achse 100 sein können, und infolgedessen ist das optische Drehvermögen verloren gegangen. Nach Durchgang durch den eintrittsseitigen Polarisator 102 treten deshalb die linear polarisierten Lichtkomponenten 111 aus der Flüssigkristallplatte 101 aus, wobei, wie in 3 gezeigt, die Schwingungsrichtung beibehalten wird. Das unter Beibehaltung der Schwingungsrichtung austretende Licht wird vom austrittsseitigen Polarisator 103 absorbiert, so dass das Licht nicht durch den austrittsseitigen Polarisator 103 geht. Zu dieser Zeit ist der Anzeigestatus eines Bildes die sogenannte Schwarzpegelanzeige. Wie oben beschrieben wird ein Anzeigemodus zur Ausführung der Weißpegelanzeige durch Ermöglichen, dass das Licht im normalen Zustand, bei dem keine Spannung an die Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallplatte angelegt ist, durch die Flüssigkristallplatte geht, generell als „Normalweiß"-Modus bezeichnet.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel der Konfiguration müssen nur die linear polarisierten Lichtkomponenten 111, welche die Schwingungsrichtung senkrecht zur Transmissionsachse des austrittsseitigen Polarisators 103 aufweisen, im leitenden Zustand aus der Flüssigkristallplatte 101 austreten, um eine ideale Schwarzpegelanzeige auszuführen. Jedoch werden im leitendem Zustand wegen Eigenschaften der Flüssigkristallplatte 101 (siehe 4) in Wirklichkeit Lichtkomponenten 113, welche die Schwingungsrichtung senkrecht zu den linear polarisierten Lichtkomponenten 111 aufweisen, erzeugt. Da die Schwingungsrichtung der erzeugten Lichtkomponenten 113 die gleiche wie die Richtung der Transmissionsachse des austrittsseitigen Polarisators 103 ist, gehen die Lichtkomponenten 113 so wie sie sind durch den austrittsseitigen Polarisator 103. Obgleich die Lichtintensität der Lichtkomponenten 113 niedriger als die der vom eintrittsseitigen Polarisator 102 absorbierten Lichtkomponenten 112 ist und sie die gleiche Schwingungsrichtung aufweisen, verschlechtert die Lichtintensität der Lichtkomponenten 113 voraussichtlich die Schwarzpegelanzeige. Die Verschlechterung der Schwarzpegelanzeige wird ein Problem, da sie zur Verschlechterung des Kontrasts der Bildanzeige führt. In 4 ist die relative Lichtintensität der Lichtkomponenten 112 und 113 senkrecht zu den linear polarisierten Lichtkomponenten 111 schematisch durch die Größen von Kreisfiguren gezeigt.
Es wird nun hinsichtlich des Grundes, warum selbst im leitenden Zustand nicht erwünschte Lichtkomponenten aus der Flüssigkristallplatte 101 austreten, eine kurze Beschreibung gegeben. Die Beschreibung wird unten unter der Annahme gegeben, dass die Flüssigkristallmoleküle die gleiche Doppelbrechung wie die Doppelbrechung des positiven einachsigen Kristalls aufweisen. Wenn im leitenden Zustand die Flüssigkristallmoleküle so ausgerichtet sind, dass die Richtungen der Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle über der ganzen Flüssigkristallschicht gleich der Richtung der optischen Achse 100 sein können, kann parallel zur optischen Achse 100 eintretendes Licht aus der Flüssigkristallplatte 101 austreten, wobei ihre Schwingungsrichtung beibehalten wird. Jedoch sind im leitenden Zustand die Flüssigkristallmoleküle über der ganzen Flüssigkristallschicht kaum generell in der gleichen Richtung wie die Richtung der optischen Achse 100 ausgerichtet. Insbesondere sind die Flüssigkristallmoleküle in der Nähe einer eintrittsseitigen Grenzfläche der Flüssigkristallschicht selbst im leitenden Zustand nicht ausreichend neu ausgerichtet, so dass die Hauptachsen der Moleküle in Bezug auf die optische Achse 100 geneigt sind. Deshalb wird die Schwingungsrichtung von in die Flüssigkristallschicht eintretendem Licht aufgrund der Flüssigkristallmoleküle in der Nähe der Grenzfläche, das heißt der Flüssigkristallmoleküle in den lichteintrittsseitigen und lichtaustrittsseitigen Gebieten der Flüssigkristallschicht geändert. Wenn infolgedessen nicht erwünschte Lichtkomponenten in der Flüssigkristallplatte 101 erzeugt werden, ändert sich in die Flüssigkristallplatte 101 eintretendes linear polarisiertes Licht in elliptisch polarisiertes Licht, das dann aus der Flüssigkristallplatte 101 austritt.
Auf dem Gebiet der sogenannten Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegeräte war bisher das Problem bekannt, dass, wenn die Flüssigkristallplatte schräg betrachtet wird, die Doppelbrechung der Flüssigkristallmoleküle eine Änderung der Lichttransmission und infolgedessen eine Verschlechterung der Bildqualität verursacht. Dieses Problem wird generell als Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln bezeichnet. Auf dem Gebiet der Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegeräte ist neuerdings ein optischer Kompensator zur Verbesserung der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln entwickelt worden. Es ist deshalb möglich, dass der für die Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegeräte entwickelte optische Kompensator bei den Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräten benutzt wird, um den Kontrast zu verbessern.
5 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts, bei dem der oben erwähnte optische Kompensator angewendet ist. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel der Konfiguration ist die Konfiguration im Wesentlichen die gleiche wie die in 3 gezeigte Konfiguration, mit der Ausnahme, dass die Konfiguration optische Kompensatoren 104 und 105 aufweist. Wie in 5 gezeigt ist der optische Kompensator 104 zwischen dem eintrittsseitigen Polarisator 102 und der Flüssigkristallplatte 101 angeordnet. Der optische Kompensator 105 ist zwischen der Flüssigkristallplatte 101 und dem austrittsseitigen Polarisator 103 angeordnet. Der optische Kompensation 104 wirkt zum Kompensieren einer optischen Phasendifferenz, die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursacht wird. Der optische Kompensator 105 wirkt zum Kompensieren einer optischen Phasendifferenz, die von den Flüssigkristallmolekülen im lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursacht wird.
Bei der oben erwähnten Konfiguration erzeugt, wenn die aus dem eintrittsseitigen Polarisator 102 austretenden linear polarisierten Lichtkomponenten 111 in den optischen Kompensator 104 eintreten, die Funktion bzw. Wirkung des optischen Kompensators 104, wie in 5 gezeigt, Lichtkomponenten 114, welche die Schwingungsrichtung senkrecht zu den linear polarisierten Lichtkomponenten 111 aufweisen. Nach Austritt aus dem optischen Kompensator 104 treten dann die Lichtkomponenten 114 und die linear polarisierten Lichtkomponenten 111 in die Flüssigkristallplatte 101 ein. Wenn die Flüssigkristallplatte 101 leitet, wird das ankommende Licht aufgrund der Doppelbrechung der Flüssigkristallmoleküle im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht zuerst in nur linear polarisierte Lichtkomponenten 111 umgesetzt. Infolgedessen kompensiert der optische Kompensator 104 eventuell die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursachten optischen Phasendifferenzen.
Wenn das Licht der linear polarisierten Lichtkomponenten 111 weitergeht und durch das lichtaustrittsseitige Gebiet der Flüssigkristallschicht geht, werden wieder aufgrund der Doppelbrechung des Flüssigkristallmoleküle im austrittsseitigen Gebiet Lichtkomponenten 115 erzeugt, welche die Schwingungsrichtung senkrecht zu den linear polarisierten Lichtkomponenten 111 aufweisen. Durch die Wirkung des optischen Kompensators 105 werden die Lichtkomponenten 115 und die linear polarisierten Lichtkomponenten 111, die aus der Flüssigkristallplatte 101 austreten, in nur die linear polarisierten Lichtkomponenten 111 umgesetzt, die dann, wie in 5 gezeigt, aus dem optischen Kompensator 105 austreten. Infolgedessen kompensiert der optische Kompensator 105 die von den Flüssigkristallmolekülen im lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursachte Phasendifferenz. Deshalb sind es nur die linear polarisierten Lichtkomponenten 111 senkrecht zur Transmissionsachse des austrittsseitigen Polarisators 103, die aus dem optischen Kompensator 105 austreten, und dann werden die linear polarisierten Lichtkomponenten 111 vom austrittsseitigen Polarisator 103 absorbiert. Auf die oben beschriebene Weise können die optischen Kompensatoren 104 und 105 die Verschlechterung der Schwarzpegelanzeige verhindern und deshalb den Kontrast verbessern.
Wenn generell der optische Kompensator benutzt wird, kann eine ideale optische Kompensation ausgeführt werden, wenn ein Eintrittswinkel von in den optischen Kompensator eintretendem Licht so eingestellt wird, dass er gleich einem Eintrittswinkel von in ein zu kompensierendes Flüssigkristallgebiet eintretendem Licht ist. Jedoch weist die Flüssigkristallplatte zur Benutzung beim Projektionstyp- Flüssigkristallanzeigegerät oft Mikrolinsen bei ihrem lichteintrittsseitigen Gebiet auf, um einen Vignettierungsfaktor und Farbreinheit zu verbessern. Wenn demnach ein anderes optisches Element zwischen dem optischen Kompensator und der Flüssigkristallplatte angeordnet ist, wird eine Differenz zwischen dem Eintrittswinkel von Licht bezüglich des optischen Kompensators und dem Eintrittswinkel von in das Flüssigkristallgebiet eintretendem Licht erzeugt. In diesem Zustand führt der optische Kompensator eine nicht ausreichende optische Kompensation aus, was das Problem einer Verschlechterung des Kontrasts verursacht.
[Zweite Ausführungsform]
Die zweite und dritte Ausführungsform der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Da bei der zweiten und dritten Ausführungsform nematische Flüssigkristallmoleküle generell eine zur Doppelbrechung eines positiven Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweisen, wird eine durch die Doppelbrechung der nematischen Flüssigkristallmoleküle verursachte Phasendifferenz durch Benutzung einer Substanz, die zum positiven Kristall entgegengesetzte optische Eigenschaften aufweist, das heißt einer Substanz, die eine zur Doppelbrechung eines negativen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist, kompensiert.
20 zeigt die gesamte Konfiguration eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das in 20 gezeigte Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät ist ein Dreiplattentyp zur Ausführung einer Farbbildanzeige durch Benutzung von drei Transmissionstyp-Flüssigkristallplatten. Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist eine Lichtquelle 211, ein UV/IR-Kanten- bzw. Abschneidefilter 212 (UV =Ultraviolett, IR = Infrarot), Fliegen- bzw. Insektenaugen- bzw. Facettenaugenlinsen 213 und 214, eine Kondensorlinse 215 und einen dichroitischen Spiegel 216 auf, die entlang einer optischen Achse 210 der Reihe nach angeordnet sind.
Die Lichtquelle 211 ist so ausgebildet, dass sie rotes Licht, blaues Licht und grünes Licht, die für die Farbbildanzeige erforderlich sind, enthaltendes weißes Licht emittiert. Die Lichtquelle 211 weist einen Leuchtkörper 211a zum Emittieren von weißem Licht und einen Konkavspiegel 211b zum Reflektieren und Fokussieren des vom Leuchtkörper 211a emittierten Lichts auf. Beispielsweise wird als der Leuchtkörper 211a eine Halogenlampe, eine Metallhalogenidlampe, eine Xenonlampe oder dgl. benutzt. Vorzugsweise ist der Konkavspiegel 211b so geformt, dass er eine hohe Fokussierungseffizienz aufweist, und beispielsweise ist der Konkavspiegel 211b um die Drehachse symmetrisch, ähnlich wie ein Drehellipsoidspiegel, ein Drehparaboidspiegel oder dgl.
Das UV/IR-Abschneidefilter 212 wirkt so, dass es irre von der Lichtquelle 211 emittierten weißen Licht enthaltenes Ultraviolett- und Infrarotgebiet eliminiert.
Die Facettenaugenlinsen 213 und 214 wirken so, dass sie das Licht nach Durchgang durch das UV/IR-Abschneidefilter 212 diffus macht und dadurch die Helligkeits- bzw. Leuchtdichteverteilung des Lichts gleichförmig macht. Der dichroitische Spiegel 216 wirkt so, dass er das Licht, das nach Durchgang durch das UV/IR-Abschneidefilter 212, die Facettenaugenlinsen 213 und 214 und die Kondensorlinse 215 auf den dichroitischen Spiegel 216 trifft, in rotes Licht LR und das andersfarbige Licht teilt.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist auch einen Totalreflexionsspiegel 217, eine Kondensorlinse 223R, einen Flüssigkristallplattenabschnitt 224R auf, die entlang eines optischen Pfades des roten Lichts LR, in das der dichroitische Spiegel 216 das einfallende Licht teilt, der Reihe nach angeordnet sind. Der Totalreflexionsspiegel 217 ist so ausgebildet, dass er das rote Licht LR, in das der dichroitische Spiegel 216 das einfallende Licht teilt, in Richtung zum Flüssigkristallplattenabschnitt 224R reflektiert. Die Kondensorlinse 223R ist so ausgebildet, dass sie das vom dichroitischen Spiegel 216 reflektierte rote Licht auf den Flüssigkristallplattenabschnitt 224R fokussiert. Der Flüssigkristallplattenabschnitt 224R wirkt so, dass er das über den Totalreflexionsspiegel 217 und die Kondensorlinse 223R in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224R eintretende rote Licht LR in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist außerdem entlang eines optischen Pfades des andersfarbigen Lichts, in das der dichroitische Spiegel 216 das einfallende Licht teilt, einen dichroitischen Spiegel 218 auf. Der dichroitische Spiegel 218 wirkt so, dass er das auf den dichroitischen Spiegel 218 einfallende Licht in grünes Licht und blaues Licht teilt.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist auch eine Kondensorlinse 223G und einen Flüssigkristallplattenabschnitt 224G auf, die entlang eines optischen Pfades des grünen Lichts LG, in das der dichroitische Spiegel 218 das einfallende Licht teilt, der Reihe nach angeordnet sind. Die Kondensorlinse 223G ist so ausgebildet, dass sie das grüne Licht LG, in das der dichroitische Spiegel 218 das einfallende Licht teilt, auf den Flüssigkristallplattenabschnitt 224G fokussiert. Der Flüssigkristallplattenabschnitt 224G wirkt so, dass er das nach Durchgang durch die Kondensorlinse 223G in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224G eintretende grüne Licht LG in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist außerdem eine Relais- bzw. Weiterleitlinse 219, einen Totalreflexionsspiegel 220, eine Relais- bzw. Weiterleitlinse 221, einen Totalreflexionsspiegel 222, eine Kondensorlinse 223B und einen Flüssigkristallplattenabschnitt 224B auf, die entlang eines optischen Pfades des blauen Lichts LB, in das der dichroitische Spiegel 218 das einfallende Licht teilt, der Reihe nach angeordnet sind. Der Totalreflexionsspiegel 220 ist so ausgebildet, dass er das blaue Licht LB, in das der dichroitische Spiegel 218 das einfallende Licht teilt und das dann nach Durchgang durch die Weiterleitlinse 219 auf den Totalreflexionsspiegel 220 trifft, zum Totalreflexionsspiegel 222 reflektiert. Der Totalreflexionsspiegel 222 ist so ausgebildet, dass er das blaue Licht LB, das vom Totalreflexionsspiegel 220 reflektiert wird und dann nach Durchgang durch die Weiterleitlinse 221 auf den Totalreflexionsspiegel 222 trifft, zum Flüssigkristallplattenabschnitt 224B reflektiert. Der Flüssigkristallplattenabschnitt 224B wirkt so, dass er das blaue Licht LB, das vom Totalreflexionsspiegel 222 reflektiert wird und dann nach Durchgang durch die Kondensorlinse 223B in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224B eintritt, in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist auch ein dichroitisches Prisma 225 zum Kombinieren des roten Lichts LR, des grünen Lichts LG und des blauen Lichts LB auf, das bei einer Position, bei der optische Pfade des roten Lichts LR, des grünen Lichts LG und des blauen Lichts LB einander kreuzen, angeordnet ist. Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät weist auch eine Projektionslinse 226 zum Projizieren von aus dem dichroitischen Prisma 225 austretendem kombinierten Licht auf einen Schirm 227 auf. Das dichroitische Prisma 225 weist drei Eintrittsflächen 225R, 225G und 225B und eine Austrittsfläche 225T auf. Das aus dem Flüssigkristallplattenabschnitt 224R austretende rote Licht LR tritt durch die Eintrittsfläche 225R in das dichroitische Prisma 225 ein. Das aus dem Flüssigkristallplattenabschnitt 224G austretende grüne Licht LG tritt durch die Eintrittsfläche 225G in das dichroitische Prisma 225 ein. Das aus dem Flüssigkristallplattenabschnitt 224B austretende blaue Licht LB tritt durch die Eintrittsfläche 225B in das dichroitische Prisma 225 ein. Das dichroitische Prisma 225 kombiniert das rote Licht LR, das grüne Licht LG und das blaue Licht LB, die durch die Eintrittsflächen 225R, 225G und 225B in das dichroitische Prisma 225 eintreten, in kombiniertes Licht, das dann durch die Austrittsfläche 225T aus dem dichroitischem Prisma 225 austritt.
21 zeigt eine Konfiguration eines prinzipiellen Teils jedes Flüssigkristallplattenabschnitts. Die Flüssigkristallplattenabschnitte 224R, 224G und 224B weisen im Wesentlichen die gleiche Funktion bzw. Wirkung und Konfiguration auf, mit der Ausnahme, dass die Plattenabschnitte 224R, 224G und 224B nur in der zu modulierenden Lichtkomponente differieren. Die Konfigurationen der Plattenabschnitte für die drei Farben wird unten kollektiv beschrieben. Wie in 21 gezeigt, weist der Flüssigkristallplattenabschnitt 224 (224R, 224G und 224B) einen eintrittsseitigen Polarisator 231, eine Flüssigkristallplatte 232, optische Kompensatoren 233 und 234 und einen austrittsseitigen Polarisator 235 auf, die von der Lichteintrittsseite aus betrachtet der Reihe nach angeordnet sind. Lichteintritts- und -Austrittsflächen jedes optischen Elements des Flüssigkristallplattenabschnitts 224 sind senkrecht zur optischen Achse 210. die Flüssigkristallplatte 232 ist eine Transmissionstyp-Flüssigkristallplatte, die einen TN-Flüssigkristall benutzt und einen verdrehten nematischen Flüssigkristall darin versiegelt aufweist. Der eintrittsseitige Polarisator 231, und der austrittsseitige Polarisator 235 sind so ausgebildet, dass sie von ankommendem Licht nur linear polarisiertes Licht transmittieren, das eine vorbestimmte Schwingungsrichtung aufweist (in einer vorbestimmten Polarisationsebene schwingt). Der optische Kompensator 233 wirkt so, dass er optische Phasendifferenzen kompensiert, die durch Flüssigkristallmoleküle in einem lichtaustrittsseitigem Gebiet einer Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallplatte 232 verursacht werden. Der optische Kompensator 234 wirkt so, dass er optische Phasendifferenzen kompensiert, die von Flüssigkristallmolekülen in einem lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht in der Flüssigkristallplatte 232 verursacht werden.
Die Flüssigkristallplatte 232 korrespondiert mit einem spezifischen Beispiel „einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung" der Erfindung. Der optische Kompensator 234 korrespondiert mit einem spezifischen Beispiel „eines ersten optischen Kompensators" der Erfindung, und der optische Kompensator 233 korrespondiert mit einem spezifischen Beispiel „eines zweiten optischen Kompensators" der Erfindung. Die Position des optischen Kompensators 234 ist nicht auf die in 21 gezeigte Position beschränkt, und der optische Kompensator 234 kann bei jeder beliebigen Position angeordnet sein, so lange der optische Kompensator 234 zwischen der Flüssigkristallplatte 232 und dem austrittsseitigen Polarisator 235 angeordnet ist. Das heißt, der optische Kompensator 234 kann zwischen der Flüssigkristallplatte 232 und dem optischen Kompensator 233 angeordnet sein. Wenngleich die optischen Kompensatoren 233 und 234 in 21 räumlich getrennt sind, so können die optischen Kompensatoren 233 und 234 in engem Kontakt zueinander sein. Alternativ dazu können die optischen Kompensatoren 233 und 234 in engem Kontakt mit anderen optischen Elementen sein. Beispielsweise kann der optische Kompensator in engem Kontakt mit der Flüssigkristallplatte 232 sein.
22 zeigt eine detaillierte Konfiguration der Flüssigkristallplatte 232. Die Flüssigkristallplatte 232 weist ein Pixelelektrodensubstrat 240b und ein diesem gegenüberliegendes Substrat 240a auf, das auf einer Flüssigkristallschicht 244 auf der Seite nahe bei einer Lichteintrittsfläche des Pixelelektrodensubstrats 240b angeordnet ist und mit der Flüssigkristallschicht 244 dazwischen dem Pixelelektrodensubstrat 240b gegenüberliegt.
Das Pixelelektrodensubstrat 240b weist ein Glassubstrat 247, mehrere Pixelelektrodenabschnitte 245 und mehrere Schwarzmatrixabschnitte 246 auf, die auf einer Lichteintrittsfläche des Glassubstrats 247 geschichtet sind. Das Pixelelektrodensubstrat 240b weist auch eine zwischen die Pixelelektrodenabschnitte 245 und Schwarzmatrixabschnitte 246 und die Flüssigkristallschicht 244 geschichtets Ausrichtungsschicht 249 auf. Jeder Pixelelektrodenabschnitt 245 ist aus einem leitenden transparenten Teil hergestellt. Jeder Schwarzmatrixabschnitt 246 ist zwischen den Pixelelektrodenabschnitten 245 ausgebildet. Jeder Schwarzmatrixabschnitt 246 ist durch beispielsweise einen Metallfilm oder dgl. gegen Licht abgeschirmt. Innerhalb jedes Schwarzmatrixabschnitts 245 ist eine schaltende Einrichtung (nicht gezeigt) zum wahlweisen Anlegen einer Spannung an die Pixelelektrodenabschnitte 245 neben dem Schwarzmatrixabschnitt 246 in Reaktion auf ein Bildsignal ausgebildet. Beispielsweise ist ein Dünnfilmtransistor (thin film transistor (TFT)) als die schaltende Einrichtung zum Anlegen einer Spannung an die Pixelelektrodenabschnitte 245 benutzt.
Eine mit der Flüssigkristallschicht 244 in Kontakt stehende Fläche der Ausrichtungsschicht 249 wird Reiben ausgesetzt, damit Flüssigkristallmoleküle in einem lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 (in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und der Ausrichtungsschicht 249) in der gleichen Richtung orientiert sein können. Reiben wird generell durch Reiben der Fläche der Ausrichtungsschicht 249 mittels einer tuchumwundenen Rolle ausgeführt. Die Ausrichtungsschicht 249 wird Reiben ausgesetzt, wodurch mehrere Nuten in der gleichen Richtung in die Fläche der Ausrichtungsschicht 249 geschnitten bzw. geschliffen werden. Die Flüssigkristallmoleküle in dem in Kontakt mit der Ausrichtungsschicht 249 stehenden Gebiet werden in der gleichen Richtung entlang den in die Fläche der Ausrichtungsschicht 249 geschliffenen Nuten orientiert. Die Richtung der durch Reiben geschnittenen Nuten wird nachstehend als eine „Reibrichtung" bezeichnet.
Das gegenüberliegende Substrat 240a weist ein Glassubstrat 241, Mikrolinsen 242, eine gegenüberliegende Elektrode 243 und eine Ausrichtungsschicht 248 auf, die von der Lichteintrittsseite aus betrachtet der Reihe nach angeordnet sind. Die Ausrichtungsschicht 248 ist derart angeordnet, dass ihre lichtaustrittsseitige Fläche in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 244 steht. Die in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 244 stehende Ausrichtungsschicht 248 wird durch die gleichen Vorgehensweise wie eine Vorgehensweise zum Reiben der Ausrichtungsschicht 249 des Pixelelektrodensubstrats 240b einem Reiben ausgesetzt, damit Flüssigkristallmoleküle in einem lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 (nahe bei einer Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und der Ausrichtungsschicht 248) in der gleichen Richtung orientiert werden können.
Die gegenüberliegende Elektrode 243 ist auf einer lichteintrittsseitigen Fläche der Ausrichtungsschicht 248 geschichtet. Die gegenüberliegende Elektrode 243 ist eine Elektrode zur Erzeugung eines elektrischen Potentials zwischen der gegenüberliegenden Elektrode 243 und den Pixelelektrodenabschnitten 245 und ist aus einem transparenten leitenden Film wie beispielsweise ITO (indium tin oxide (Indium-Zinnoxid)) hergestellt. Die gegenüberliegende Elektrode 243 ist generell auf einem festem Potential (beispielsweise Erdpotential) fixiert. Die Mikrolinsen 242 sind auf einer lichteintrittsseitigen Fläche der gegenüberliegenden Elektrode 243 geschichtet. Es sind mehrere Mikrolinsen 242 bereitgestellt, um mit den Pixelelektrodenabschnitten 245 zu korrespondieren.
Jede Mikrolinse 242 ist auf ihrer Lichteintrittsseite in der Form konvex und auf ihrer Lichtaustrittsseite in der Form flach. Jede Mikrolinse 242 weist eine positive Brechkraft auf, um Licht, das nach Durchgang durch das Glassubstrat 241 in die Mikrolinse 242 eintritt, auf den korrespondierenden Pixelelektrodenabschnitt 245 zu fokussieren. Beispielsweise kann Licht L1, das senkrecht zur Eintrittsfläche der Flüssigkristallplatte 232 (das heißt parallel zur optischen Achse 210) in jede Mikrolinse 242 eintritt, mit Ausnahme seiner Lichtkomponenten, die durch eine optische Achse jeder Mikrolinse 242 gehen, durch die Wirkung jeder Mikrolinse 242 in einem Eintrittswinkel Alb zur optischen Achse 210 in die Flüssigkristallschicht 244 eintreten. Licht L2, das in einem Winkel zur Eintrittsfläche der Flüssigkristallplatte 232 (das heißt in einem Winkel θ2a zur optischen Achse 210) in jede Mikrolinse 242 eintritt, kann durch die Wirkung jeder Mikrolinse 242 in einem vom Winkel θ2a verschiedenen Winkel θ2b in die Flüssigkristallschicht 244 eintreten. Die Mikrolinsen 242 sind so bereitgestellt, dass die Effizienz des Eintritts von Licht in die Pixelelektrodenabschnitte 245 verbessert werden kann.
23 zeigt die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einem normalen Zustand, bei dem keine Spannung an die Flüssigkristallschicht angelegt ist. Bei 23 ist eine zur optischen Achse 210 parallele gerade Linie als z-Achse angenommen, und zwei in einer Ebene senkrecht zur z-Achse angenommene gerade Linien sind als die x-Achse und die y-Achse angenommen. Lichteintritts- und Lichtaustrittsflächen der Flüssigkristallschicht 244 sind parallel zur x-y-Ebene. Ein aus mehreren stabförmigen Flüssigkristallmolekülen 250 zusammengesetzter nematischer Flüssigkristall ist in der Flüssigkristallschicht 244 versiegelt. Die Flüssigkristallmoleküle 250 sind so ausgerichtet, dass die Hauptachsen der Moleküle senkrecht zur optischen Achse 210 sind. Das heißt, die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle 250 sind parallel zur Lichteintritts- und Lichtaustrittsfläche ausgerichtet. Eine Reibrichtung R1 der Ausrichtungsschicht 248 und eine Reibrichtung R2 der Ausrichtungsschicht 249 sind so eingestellt, dass sie sich unter rechten Winkeln kreuzen. Bei einem in 23 gezeigten Beispiel ist angenommen, dass die Reibrichtung R1 der Ausrichtungsschicht 248 die x-Achsenrichtung ist, und ist angenommen, dass die Reibrichtung R2 der Ausrichtungsschicht 249 die y-Achsenrichtung ist.
Bei der Flüssigkristallschicht 244 sind die Flüssigkristallmoleküle nahe bei der Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und der Ausrichtungsschicht 248 durch die Wirkung der auf die Fläche der Ausrichtungsschicht 248 ausgeübten Reibung in der gleichen Richtung wie die Reibrichtung R1 der Ausrichtungsschicht 248 ausgerichtet. Ähnlich sind die Flüssigkristallmoleküle nahe bei der Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und der Ausrichtungsschicht 249 im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie die Reibrichtung R2 der Ausrichtungsschicht 249 ausgerichtet. Da die Reibrichtungen R1 und R2 sich in rechten Winkeln kreuzen, sind die Flüssigkristallmoleküle 250 so ausgerichtet, dass die Hauptachsen der Moleküle um 90 Grad verdreht werden, wenn sie weiter weg von der Ausrichtungsschicht 248 und näher bei der Ausrichtungsschicht 249, das heißt weiter weg von der Lichteintrittsseite und näher zur Lichtaustrittsseite situiert werden. Der die wie oben erwähnte Ausrichtung verdrehter Flüssigkristallmoleküle aufweisende Flüssigkristall wird als ein TN-Flüssigkristall bezeichnet. Wenn im normalen Zustand, bei dem keine Spannung an den TN-Flüssigkristall angelegt ist, Licht in den TN-Flüssigkristall eintritt, wird das optische Drehvermögen durch die Verdrehung des Flüssigkristalls erzeugt, so dass die Schwingungsrichtung des Lichts entlang der Richtung der Verdrehung des Flüssigkristalls um 90 Grad gedreht wird.
24 zeigt die Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen in einem Zustand, bei dem Spannung an die Flüssigkristallschicht angelegt ist. Wenn an die Flüssigkristallschicht 244 eine Spannung angelegt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle 250 so neu ausgerichtet, dass die Flüssigkristallmoleküle 250 aufrecht sein können, das heißt, die Hauptachsen der Moleküle können parallel zur optischen Achse 210 (das heißt senkrecht zu einer Lichteinfallsebene) sein.
Ideal ist es vorteilhaft, wenn im spannungsangelegten Zustand alle Flüssigkristallmoleküle 250 in der Flüssigkristallschicht 244 so neu ausgerichtet sind, dass sie parallel zur optischen Achse 210 sind. Diese Ausrichtung ermöglicht, dass parallel zur optischen Achse in die Flüssigkristallschicht 244 eintretendes Licht durch die Flüssigkristallschicht 244 geht, wobei seine Schwingungsrichtung beibehalten wird. Jedoch sind im leitenden Zustand die Flüssigkristallmoleküle 250 in Wirklichkeit so neu ausgerichtet, dass die Hauptachsen der Moleküle graduell aufrecht werden, wenn sie weiter weg von den Ausrichtungsschichten 248 und 249 und näher zu einem zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 situiert werden. Selbst im leitenden Zustand sind deshalb die Flüssigkristalmoleküle 250 nahe bei der Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und den Ausrichtungenschichten 248 und 249 mit ihren Hauptachsen nicht parallel, sondern geneigt zur optischen Achse 210 ausgerichtet. Wegen der Existenz der wie oben erwähnt zur optischen Achse 210 geneigten Flüssigkristallmoleküle 250 verursacht, wenn linear polarisiertes Licht im leitenden Zustand in die Flüssigkristallschicht 244 parallel zur optischen Achse 210 eintritt, das Licht aufgrund von Doppelbrechung der Flüssigkristallmoleküle 250 in der Nähe der Grenzfläche eine Phasendifferenz und ändert sich so in elliptisch polarisiertes Licht, das dann aus der Flüssigkristallschicht 244 austritt. Bei der Ausführungsform machen die optischen Kompensatoren 233 und 234 (siehe 21) eine optische Kompensation der in der Nähe der Grenzfläche zwischen der Flüssigkristallschicht 244 und den Ausrichtungsschichten 248 und 249 verursachten Phasendifferenz.
Als nächstes werden die Struktur und Funktion bzw. Wirkung jedes optischen Komparators 233 und 234 detailliert beschrieben. Generell weist ein nematisches Flüssigkristallmolekül eine zur Doppelbrechung eines positiven Kristalls äquivalente Doppelbrechung auf. Deshalb kann eine von der Doppelbrechung des nematischen Flüssigkristallmoleküls verursachte Phasendifferenz durch Benutzung einer Substanz kompensiert werden, die zum positiven Kristall entgegengesetzte Eigenschaften aufweist, das heißt einer Substanz, die eine zur Doppelbrechung eines negativen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist. Die Beschreibung wird unten unter der Annahme gegeben, dass die Flüssigkristallschicht 244 aus Flüssigkristallmolekülen zusammengesetzt ist, deren jedes eine zur Doppelbrechung eines positiven einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist, und die optischen Kompensatoren 233 und 234 jeweils aus einer Substanz zusammengesetzt sind, die eine zur Doppelbrechung eines negativen einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweisen.
28 zeigt ein Brechungsindexprofil eines positiven einachsigen Kristalls und 29 zeigt ein Brechungsindexprofil eines negativen einachsigen Kristalls. Bei den 28 und 29 sind die Brechungsindizes in der x-Achsen-, y-Achsen- und z-Achsenrichtung, die sich in rechten Winkeln kreuzen, durch „nx", „ny" bzw. „nz" bezeichnet. Bei den 28 und 29 ist angenommen, dass die z-Achsenrichtung die Richtung einer optischen Achse des Kristalls ist. Das Brechungsindexprofil des einachsigen Kristalls ist durch die Form eines um die optische Achse gedrehten Rotationsellipsoids gezeigt. Das Rotationsellipsoid, welches das Brechungsindexprofil zeigt, wird generell als das Indexellipsoid bezeichnet. Wie aus der Form des Indexellipsoids zu entnehmen ist, weist der einachsige Kristall die Brechungsindizes nx und ny in der x-Achsen- und y-Achsenrichtung auf, deren Werte gleich sind (nachstehend als „no" bezeichnet). In den einachsigen Kristall in der Richtung der optischen Achse eintretendes Licht zeigt keine Doppelbrechung, und in den einachsigem Kristall in jeder anderen Richtung als der Richtung der optischen Achse eintretendes Licht zeigt Doppelbrechung.
Wenn angenommen wird, dass ein Wert des Brechungsindex nz in der z-Achsenrichtung gleich „ne" ist, ist bei einem positiven einachsigen Kristall 251 (siehe 28) „ne > no" erfüllt, und ist bei einem negativen einachsigen Kristall 252 (siehe 29) „ne < no" erfüllt. Deshalb ist das Indexellipsoid des negativen einachsigen Kristalls 252 scheibenförmig. Wegen der oben beschriebenen optischen Eigenschaften erlaubt eine Kombination aus einem positiven und negativen einachsigen Kristall, die jeweils ein geeignetes Brechungsindexprofil aufweisen, die Eliminierung der Doppelbrechung von ankommendem Licht. Beispielsweise sind der positive einachsige Kristall und der negative einachsige Kristall geeignet so ausgerichtet, dass die Richtungen ihrer optischen Achsen zueinander gleich sind, wodurch die Doppelbrechung von aus jeder Richtung ankommendem Licht aufgehoben und so eliminiert werden kann.
26 zeigt eine schematische Darstellung der Korrelation zwischen der Ausrichtung von die Flüssigkristallschicht 244 bildenden Flüssigkristallmolekülen und der Ausrichtung von die optischen Kompensatoren 233 und 234 bildenden internen Substanzen unter Verwendung von Indexellipsoiden. Die in 26 gezeigte Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen ist eine Ausrichtung in einem Zustand, in welchem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht 244 angelegt ist. Wenn angenommen wird, dass die Flüssigkristallmoleküle positive einachsige optische Eigenschaften aufweisen, sind die Richtungen der Hauptachsen der Moleküle die gleichen, wie die Richtungen der optischen Achse der Moleküle. Wie oben unter Bezugnahme auf die 24 beschrieben, sind die Flüssigkristallmoleküle im leitenden Zustand so ausgerichtet, dass die Hauptachsen (die optischen Achsen) der Moleküle graduell aufrecht (das heißt parallel oder etwa parallel zur optischen Achse 210) werden, wenn sie näher zum zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 situiert werden. Bei 26 sind im lichteintrittsseitigen Gebiet drei Flüssigkristallmoleküle 244a, 244b und 244c präsent, deren optische Achsen der Reihe nach graduell aufrecht werden, wenn sie weiter weg von der Ausrichtungsschicht 248 situiert werden. Auch sind im lichtaustrittsseitigen Gebiet drei Flüssigkristallmoleküle 244f, 244e und 244d präsent, deren optische Achsen der Reihe nach graduell aufrecht werden, wenn sie sich weiter von der Ausrichtungsschicht 249 situiert werden.
Die Substanzen, welche den optischen Kompensator 234 bilden, sind so ausgebildet, dass ihre Indexellipsoide in der gleichen Richtung wie die zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle (das heißt die im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle) sind. Wenn angenommen wird, dass die den optischen Kompensator 234 bildenden Substanzen negative einachsige Kristalle sind, sind die Substanzen so ausgerichtet, dass ihre optischen Achsen graduell senkrecht oder etwa senkrecht zur optischen Achse 210 (parallel oder etwa parallel zur Lichteinfallsebene) werden, wenn sie weiter weg von der Lichteintrittsseite und nähe zur Lichtaustrittsseite situiert werden. Bei einem in 26 gezeigten Beispiel ist der optische Kompensator 234 aus bei Betrachtung von der Lichteintrittsseite aus der Reihe nach ausgerichteten drei Molekülen 234a, 234b und 234c zusammengesetzt, die mit den drei Flüssigkristallmolekülen 244c, 244d bzw. 244a der Flüssigkristallschicht korrespondieren. Im optischen Kompensator 234 ist die optische Achse des Moleküls 234a parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244c, und ist die optische Achse des Moleküls 234b parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244b. Im optischen Kompensator 234 ist die optische Achse des Moleküls 234c parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244a. Diese molekulare Ausrichtung ermöglicht eine vom Molekül 234a im optischen Kompensator 234 auszuführende optische Kompensation für das Flüssigkristallmoleküls 244c und ermöglicht eine vom Molekül 234b im optischen Kompensator 234 auszuführende Kompensation für das Flüssigkristallmoleküls 244b. Diese molekulare Ausrichtung ermöglicht auch eine vom Molekül 234c im optischen Kompensator 234 auszuführende optische Kompensation für das Flüssigkristallmolekül 244a.
Wie im Fall des optischen Kompensators 234 sind den optischen Kompensator 233 bildende Substanzen so zusammengesetzt, dass ihre Indexellipsoide in der gleichen Richtung wie die zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle (das heißt die im lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle) aufrecht sind. Bei dem in 26 gezeigten Beispiel ist der optische Kompensator 233 aus bei Betrachtung von der Lichteintrittsseite aus der Reihe nach ausgerichteten drei Molekülen 233a, 233b und 233c zusammengesetzt, die mit den drei Flüssigkristallmolekülen 244f, 244e bzw. 244d der Flüssigkristallschicht 244 korrespondieren. Im optischen Kompensator 233 ist die optische Achse des Moleküls 233a parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244f, und ist die optische Achse des Moleküls 233b parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244e. Im optischen Kompensator 233 ist die optische Achse des Moleküls 233c parallel zur optischen Achse des Flüssigkristallmoleküls 244d. Diese molekulare Ausrichtung ermöglicht eine vom Molekül 233a im optischen Kompensator 233 auszuführende optische Kompensation für das Flüssigkristallmolekül 244f und ermöglicht eine vom Molekül 233b im optischen Kompensator 233 auszuführende optische Kompensation für das Flüssigkristallmolekül 244e. Diese molekulare Ausrichtung ermöglicht auch eine vom Molekül 233c im optischen Kompensator 233 auszuführende optische Kompensation für das Flüssigkristallmolekül 244d.
Auf dem Gebiet der Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegeräte ist bisher ein optischer Kompensator zur Verbesserung der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln entwickelt worden. Optische Kompensatoren zur Verbesserung der Abhängigkeit von Betrachtungswinkeln umfassen beispielsweise „Fuji WV Film Wide View A" (nachstehend als „WV-Film" bezeichnet), der von Fuji Photo Film Co., Ltd. erhältlich ist. Der WV-Film wird in der folgenden Weise hergestellt: Das heißt, ein TAC-Film (TAC = Tri-Acetyl Cellulose (Triacetylzellulose)) wird mit einer Polymerausrichtungsschicht beschichtet, die Polymerausrichtungsschicht wird Reiben ausgesetzt, dann wird die geriebene Polymerausrichtungsschicht mit einem discotischen Flüssigkristall beschichtet, und die Orientierung und Struktur des discotischen Flüssigkristalls werden fixiert. Im WV-Film sind discotische Flüssigkristallmoleküle hybrid orientiert (das heißt, die discotischen Flüssigkristallmoleküle sind so orientiert, dass sich die Neigungswinkel der Flüssigkristallmoleküle in der Dickenrichtung kontinuierlich ändern). Der discotische Flüssigkristall weist eine scheibenförmige molekulare Struktur auf und weist generell optische Eigenschaften eines negativen Kristalls auf. Es ist möglich, dass die discotischen Flüssigkristallmoleküle zur Verwendung im WV-Film jeweils eine zur Doppelbrechung eines negativen einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweisen. Deshalb werden beispielsweise die discotischen Flüssigkristallmoleküle bei einer einen TN-Flüssigkristall benutzenden Flüssigkristallplatte angewendet, wodurch für die Flüssigkristallplatte eine optische Kompensation bereitgestellt werden kann. Eine Struktur einer zum WV-Film äquivalenten optischen Kompensationsfolie und ein Verfahren zur Herstellung der optischen Kompensationsfolie sind beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. Hei 7-333434 und Hei 8-5837 usw. beschrieben. Diese Veröffentlichungen geben die Namen von speziellen Substanzen scheibenförmiger Zusammensetzungen, die für die optische Kompensationsfolie zur Verfügung stehen, an.
Der oben erwähnte WV-Film kann als die optischen Kompensatoren 233 und 234 der Ausführungsform benutzt werden. In anderen Worten können die in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. Hei 7-333434 und Hei 8-5837 usw. beschriebenen scheibenförmigen Zusammensetzungen als die Substanzen benutzt werden, welche die optischen Kompensatoren 233 und 234 bilden und die Eigenschaften des negativen Kristalls aufweisen. Die Substanzen, welche die optischen Kompensatoren 233 und 234 bilden, sind nicht auf die in den oben erwähnten Veröffentlichungen beschriebenen Substanzen beschränkt, sondern es kann jede Substanz benutzt werden, solange sie die Eigenschaften des negativen Kristalls, der den Flüssigkristall der Flüssigkristallschicht 244 optisch kompensieren kann, aufweist.
25 zeigt verschiedene Typen von axialen Richtungen der optischen Elemente des Flüssigkristallplattenabschnitts 224. Wie in 25 gezeigt, sind der eintrittsseitige Polarisator 231 und der austrittsseitige Polarisator 235 so angeordnet, dass sich ihre Lichttransmissionsachsen P1 und P2 in rechten Winkeln kreuzen, das heißt, dass die sogenannten gekreuzten Nikols gelten. Die Lichttransmissionsachse P1 des eintrittsseitigen Polarisators ist so eingestellt, dass ihre Richtung gleich der Reibrichtung R1 der Ausrichtungsschicht 248 (siehe 22) der Flüssigkristallplatte 232 ist. Die Transmissionsachse P2 des austrittsseitigen Polarisators 235 ist so eingestellt, dass ihre Richtung gleich der Reibrichtung R2 der Ausrichtungsschicht 249 (siehe 22) der Flüssigkristallplatte 232 ist. Das heißt ein Modus einer Anzeige eines Bildes im Flüssigkristallplattenabschnitt 224 ist der sogenannte Normalweißmodus. Der optische Kompensator 233 ist so angeordnet, dass die Richtung einer optischen Achse P3 des nahe bei der Lichteintrittsfläche präsenten Moleküls (das heißt des Moleküls 233 in 26) im Wesentlichen gleich der Reibrichtung R2 der Ausrichtungsschicht 249 ist. Der optische Kompensator 234 ist so angeordnet, dass die Richtung einer optischen Achse P4 des nahe bei Lichtaustrittsfläche präsenten Moleküls (das heißt des Moleküls 234c in 26) im Wesentlichen gleich der Reibrichtung R1 der Ausrichtungsschicht 248 ist.
Als nächstes werden die Funktionen des die oben beschriebene Konfiguration aufweisenden Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts beschrieben.
Zuerst wird die Beschreibung hinsichtlich der generellen Funktion des Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts unter Bezugnahme auf die 20 gegeben. Zuallererst geht von der Lichtquelle 211 emittiertes Licht durch das UV/IR-Abschneidefilter 212, das dann Licht im Ultraviolett- und Infrarotgebiet im weißen Licht eliminiert. Nach Durchgang durch das UV/IR-Abschneidefilter 212 geht dann das Licht durch die Facettenaugenlinsen 213 und 214, die dann die Helligkeits- bzw. Leuchtdichteverteilung des Lichts gleichförmig machen. Nach Durchgang durch die Facettenaugenlinsen 213 und 214 geht dann das Licht durch die Kondensorlinse 215 und trifft danach auf den dichroitischen Spiegel 216. Das auf den dichroitischen Spiegel 216 einfallende Licht wird durch die Wirkung des dichroitischen Spiegels 216 in das rote Licht LR und das andersfarbige Licht geteilt.
Das rote Licht LR, in welches der dichroitische Spiegel 216 das einfallende Licht teilt, wird vom Totalreflexionsspiegel 217 zum Flüssigkristallplattenabschnitt 224R reflektiert. Das vom Totalreflexionsspiegel 217 reflektierte rote Licht geht durch die Kondensorlinse 223R und tritt dann in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224R ein. Das in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224R eintretende rote Licht LR wird vom Flüssigkristallplattenabschnitt 224R in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert, und dann tritt das modulierte Licht durch die Eintrittsfläche 225R des dichroitischen Prismas 225 in das dichroitische Prisma 225 ein.
Das andersfarbige Licht, in das der dichroitische Spiegel 216 das einfallende Licht teilt, trifft auf den dichroitischen Spiegel 218, der dann das andersfarbige Licht in das grüne Licht LG und das blaue Licht LB teilt. Das grüne Licht LG, in das der dichroitische Spiegel 218 das andersfarbige Licht teilt, geht durch die Kondensorlinse 223G und tritt dann in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224G ein. Das in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224G eintretende grüne Licht LG wird vom Flüssigkristallplattenabschnitt 224G in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert, und dann tritt das modulierte Licht durch die Eintrittsfläche 225G des dichroitischen Prismas 225 in das dichroitische Prisma 225 ein.
Das blaue Licht LB, in das der dichroitische Spiegel 218 das andersfarbige Licht teilt, geht durch die Relais- bzw. Weiterleitlinse 219 und trifft dann auf den Totalreflexionsspiegel 220, der dann das blaue Licht LB zum Totalreflexionsspiegel 222 reflektiert. Das vom Totalreflexionsspiegel 220 reflektierte blaue Licht LB geht durch die Relais- bzw. Weiterleitlinse 221 und trifft auf den Totalreflexionsspiegel 222, der dann das blaue Licht LB zum Flüssigkristallplattenabschnitt 224B reflektiert. Das vom Totalreflexionsspiegel 222 reflektierte blaue Licht LB geht durch die Kondensorlinse 223B und tritt dann in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224B ein. Das in den Flüssigkristallplattenabschnitt 224B eintretende blaue Licht LB wird vom Flüssigkristallplattenabschnitt 224B in Reaktion auf ein Bildsignal räumlich moduliert, und dann tritt das modulierte Licht durch die Eintrittsfläche 225B des dichroitischen Prismas 225 in das dichroitische Prisma 225 ein.
Das rote Licht LR, das grüne Licht LG und das blaue Licht LB, die in das dichroitische Prisma 225 eintreten, werden durch die Wirkung des dichroitischen Prismas 225 kombiniert, und dann tritt das kombinierte Licht durch die Austrittsfläche 225T aus dem dichroitischen Prisma 225 zur Projektionslinse 226 aus. Nach Austritt aus dem dichroitischen Prisma 225 wird das kombinierte Licht von der Projektionslinse 226 auf die Vorderseite oder Hinterseite des Schirms 227 projiziert, so dass auf dem Schirm 227 ein Bild gebildet wird.
Als nächstes werden die Funktionen des Flüssigkristallplattenabschnitts 224 beschrieben. Wenn das rote Licht LR, das grüne Licht LG und das blaue Licht LB in den eintrittsseitigen Polarisator 231 eintreten (siehe 21), gehen nur linear polarisierte Lichtkomponenten, welche die gleiche Schwingungsrichtung wie die Richtung der Transmissionsachse P1 (siehe 25) des eintrittsseitigen Polarisator 231 aufweisen, durch den eintrittsseitigen Polarisator 231. Nach Durchgang durch den eintrittsseitigen Polarisator 231 treten dann Lichtkomponenten in die Flüssigkristallplatte 232 ein. Durch die Wirkung der Mikrolinsen 242 (siehe 22) tritt der größte Teil des in die Flüssigkristallplatte 232 eintretenden Lichts in einem von einem Austrittswinkel des Lichts bezüglich des eintrittsseitigen Polarisators 231 verschiedenen Winkel in die Flüssigkristallschicht 244 ein.
Im leitenden Zustand, bei dem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht 244 der Flüssigkristallplatte 232 angelegt ist (siehe 24), sind die Flüssigkristallmoleküle so ausgerichtet, dass die Hauptachsen der Moleküle graduell aufrecht werden, wenn sie weiter weg von den Ausrichtungsschichten 248 und 249 und näher zum zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 situiert werden. In diesem Zustand wird in die Flüssigkristallschicht 244 eintretendes Licht aufgrund der im lichteintrittsseitigen Gebiet präsenten Flüssigkristallmoleküle und der im lichtaustrittsseitigen Gebiet präsenten Flüssigkristallmolekülen hauptsächlich einer Doppelbrechung unterworfen. Die Doppelbrechung aufgrund der im lichtaustrittsseitigen Gebiet präsenten Flüssigkristallmoleküle wird vom optischen Kompensator 233 aufgehoben und folglich eliminiert. Die Doppelbrechung aufgrund der im lichteintrittsseitigen Gebiet präsenten Flüssigkristallmoleküle wird vom optischen Kompensator 234 aufgehoben und folglich eliminiert. Die optischen Kompensatoren 233 und 234 stellen eine wie oben beschriebene Kompensation bereit, wodurch der größte Teil des in den austrittsseitigen Polarisators 235 eintretenden Lichts nur Licht enthält, das die Schwingungsrichtung senkrecht zur Transmissionsachse P2 des austrittsseitigen Polarisators 235 aufweist. Das die oben erwähnte Schwingungsrichtung aufweisende Licht wird vom austrittsseitigen Polarisator 235 absorbiert und geht folglich nicht durch den austrittsseitigen Polarisator 235, so dass der Anzeigestatus eines Bildes die sogenannte Schwarzpegelanzeige ist.
In einem Zustand, bei dem an der Flüssigkristallschicht 244 keine Spannung angelegt ist (siehe 23) wird von der Verdrehung des Flüssigkristalls das optische Drehvermögen erzeugt, so dass die Schwingungsrichtung des Lichts entlang der Verdrehung des Flüssigkristalls um 90 Grad gedreht wird. Infolgedessen ist die Schwingungsrichtung von aus der Flüssigkristallplatte 232 austretendem Licht die gleiche wie die Richtung der Transmissionsachse P2 (siehe 25) des austrittsseitigen Polarisators 235, so dass das Licht über die optischen Kompensatoren 233 und 234 durch den austrittsseitigen Polarisator 235 geht. Nach Durchgang durch den austrittsseitigen Polarisator 235 wird das Licht von der Projektionslinse 226 auf den Schirm 227 projiziert. Zu dieser Zeit ist der Anzeigestatus eines Bildes die sogenannte Weißpegelanzeige. Auch in dem Zustand, bei dem keine Spannung an die Flüssigkristallschicht 244 angelegt ist, erfährt das aus der Flüssigkristallplatte 232 austretende Licht die optische Wirkung der optischen Kompensatoren 233 und 234. Jedoch hat in diesem Zustand die optische Wirkung wenig Einfluss auf die Weißpegelanzeige, und deshalb wird die optische Wirkung kein praktisches Problem bei der Bildanzeige.
27 zeigt einen Vergleich mit dem Flüssigkristallplattenabschnitt der Ausführungsform. Bei dem in 27 gezeigten Vergleich ist der optische Kompensator 234 zwischen dem eintrittsseitigen Polarisator 231 und der Flüssigkristallplatte 232 angeordnet. In diesem Fall ist in einer Stufe bevor Licht in die Flüssigkristallplatte 232 eintritt, eine optische Kompensation für die im lichteintrittsseitigem Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle bereitgestellt. In diesem Fall erzeugt jedoch die Linsenwirkung der in der Flüssigkristallplatte 232 vorhandenen Mikrolinsen 242 eine Differenz zwischen einem Eintrittswinkel des größten Teils des beim optischen Kompensator 234 ankommenden Lichts und einem Eintrittswinkel des größten Teils des bei der Flüssigkristallschicht 244 ankommenden Lichts. Die Differenz zwischen den Eintrittswinkeln verursacht eine Verschiebung zwischen den relativen optischen Positionen von den optischen Kompensator 234 bildenden Substanzen und den zu kompensierenden Flüssigkristallmolekülen und macht folglich eine ausreichende optische Kompensation nicht möglich. In dem Fall der Konfiguration des Flüssigkristallplattenabschnitts 224 der in 26 gezeigten Ausführungsform ist der optische Kompensator 234 nahe bei der Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallplatte 232 angeordnet, und deshalb wird keine Differenz zwischen dem Eintrittswinkel des beim optischen Kompensator 234 ankommenden Lichts und dem Eintrittswinkel des bei der Flüssigkristallschicht 244 ankommenden Lichts erzeugt, so dass eine ausreichende optische Kompensation bereitgestellt werden kann.
Wie oben beschrieben ist gemäß der Ausführungsform der optische Kompensator 234 nahe bei der Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallplatte 232 vorhanden, um eine optische Kompensation für die im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle bereitzustellen, und deshalb kann der optische Kompensator 234 die von den im lichteintrittsseitigen Gebiet präsenten Flüssigkristallmoleküle verursachte Doppelbrechung eliminieren, ohne von den in der Flüssigkristallplatte 232 vorhandenen Mikrolinsen beeinflusst zu werden. Deshalb kann die Ausführungsform die Schwarzpegelanzeige ohne jeden Einfluss der Mikrolinsen 242 verbessern und kann infolgedessen ein Bild höheren Kontrasts im Vergleich zur verwandten Technik bzw. Bezugstechnik anzeigen.
Wenngleich bei der Ausführungsform der optische Kompensator 233 so bereitgestellt ist, dass er nicht nur die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 verursachte optische Phasendifferenz, sondern auch die von den Flüssigkristallmolekülen in ihrem lichtaustrittsseitigen Gebiet kompensiert, kann nur der optische Kompensator 234 ohne Bereitstellung des optischen Kompensators 233 bereitgestellt sein. Auch in diesem Fall kann der optische Kompensator 234 wenigstens die von den im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle verursachte Doppelbrechung eliminieren. Bei der Ausführungsform ist die Beschreibung hinsichtlich eines Beispiels gegeben, bei dem die Mikrolinsen 242 in der Flüssigkristallplatte 232 vorhanden sind, jedoch kann die Erfindung auf den Fall angewendet werden, bei dem die Mikrolinsen 242 nicht bereitgestellt sind.
[Dritte Ausführungsform]
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die zu den strukturellen Elemente der zweiten Ausführungsform gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung ist geeignet fortgelassen.
30 zeigt eine Konfiguration eines prinzipiellen Teils jedes von Flüssigkristallplattenabschnitten eines Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Konfiguration des Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie die Konfiguration der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform, mit der Ausnahme der Konfiguration des in 30 gezeigten Flüssigkristallplattenabschnitts. Auch bei der dritten Ausführungsform werden die Konfigurationen der Flüssigkristallplattenabschnitte für drei Farben unten kollektiv beschrieben, da die Flüssigkristallplattenabschnitte für drei Farben im Wesentlichen die gleiche Wirkung bzw. Funktion und Konfiguration aufweisen. Ein Flüssigkristallplattenabschnitt 224A (224R, 224G und 224B) der dritten Ausführungsform ist von dem in 21 gezeigten Flüssigkristallplattenabschnitt 224 darin verschieden, dass der Flüssigkristallplattenabschnitt 224A einen zwischen dem optischen Kompensator 234 und dem austrittsseitigen Polarisator 235 vorhandenen optischen Kompensator 236 aufweist. Der optische Kompensator 236 wirkt so, dass er von im einen Mittelabschnitt der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmolekülen verursachte Doppelbrechung kompensiert. Der optische Kompensator 236 korrespondiert mit einem speziellem Beispiel „eines dritten optischen Kompensators" der Erfindung.
Die Position des optischen Kompensators 236 ist nicht auf die in 30 gezeigte Position beschränkt, sondern der optische Kompensator 236 kann bei jeder Position angeordnet sein, solange der optische Kompensator 236 zwischen der Flüssigkristallplatte 232 und dem austrittsseitigen Polarisator 235 angeordnet ist. Beispielsweise kann der optische Kompensator 236 zwischen dem optischen Kompensator 233 und dem optischen Kompensator 234 oder zwischen der Flüssigkristallplatte 232 und dem optischen Kompensator 233 angeordnet sein. Wenngleich der optische Kompensator 236 von den anderen optischen Elementen in 30 räumlich getrennt ist, so kann der optische Kompensator 236 in engem Kontakt mit einem anderen optischen Element, beispielsweise dem optischen Kompensator 234 sein.
31 zeigt eine schematische Darstellung der Korrelation zwischen der Ausrichtung von die Flüssigkristallschicht 244 bildenden Flüssigkristallmolekülen und der Ausrichtung von die optischen Kompensatoren 233, 234 und 236 bildenden internen Substanzen unter Verwendung von Indexellipsoiden. Die in 31 gezeigte Ausrichtung von Flüssigkristallmolekülen ist eine Ausrichtung in einem Zustand, bei dem eine Spannung an der Flüssigkristallschicht 244 angelegt ist. Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform eliminieren die optischen Kompensatoren 233 und 234 nur die von den im lichteintrittsseitigen und lichtaustrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmolekülen verursachte Doppelbrechung. Bei der dritten Ausführungsform eliminiert der optische Kompensator 36 zusätzlich die von den im Mittelabschnitt der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle verursachte Doppelbrechung.
Wie in 31 gezeigt, sind in einem leitenden Zustand im Mittelabschnitt der Flüssigkristallschicht 244 präsente Flüssigkristallmoleküle 244g mit ihren Hauptachsen senkrecht oder etwa senkrecht zu einer Lichteinfallsebene (parallel oder etwa parallel zur optischen Achse 210) ausgerichtet. Wenn angenommen wird, dass die Flüssigkristallmoleküle 244g jeweils eine mit der Doppelbrechung eines positiven einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweisen, sind die optischen Achsen der Flüssigkristallmoleküle 244g parallel zur optischen Achse 210, so dass in die Flüssigkristallschicht 244 parallel zur optischen Achse 210 eintretendes Licht keiner Doppelbrechung unterworfen wird. Jedoch tritt in Wirklichkeit eine Lichtmenge in einem Winkel zur optischen Achse 210 in die Flüssigkristallschicht 244 ein. Wenn so Licht in einem Winkel zur optischen Achse 210 in die Flüssigkristallschicht 244 eintritt, tritt das Licht in einem Winkel zur optischen Achse der Flüssigkristallmoleküle 244g in die Flüssigkristallmoleküle 244g ein, und folglich verursachen die Flüssigkristallmoleküle 244g ebenfalls Doppelbrechung.
Der optische Kompensator 236 beseitigt und eliminiert so die von dem in die Flüssigkristallmoleküle 244g in einem Winkel zur optischen Achse Flüssigkristallmoleküle 244g eintretenden Licht verursachte Doppelbrechung. Den optischen Kompensator 236 bildende interne Moleküle 236a weisen jeweils eine zur Doppelbrechung eines negativen einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung auf, und in einem leitenden Zustand sind die internen Moleküle 236a so ausgerichtet, dass ihre optischen Achsen parallel zu den optischen Achsen der zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle 244g sind.
Wie im Fall der optischen Kompensatoren 233 und 234 können die in den japanischen Patentanmeldungsveröffentlichungen Nr. Hei 7-333434 und Hei 8-5837 usw. beschriebenen scheibenförmigen Verbindungen als die den optischen Kompensator 236 bildende Substanz, welche die zur Doppelbrechung des negativen einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist, benutzt werden. Die den optischen Kompensator 236 bildende Substanz ist nicht auf die in den oben erwähnten Veröffentlichungen beschriebenen Substanzen beschränkt, sondern es kann jede Substanz benutzt werden, solange sie Eigenschaften des negativen einachsigen Kristalls, welche den Flüssigkristall im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht 244 kompensieren kann, aufweist.
Wie oben beschrieben ist gemäß der dritten Ausführungsform zusätzlich zu den optischen Kompensatoren 233 und 234 der dritte optische Kompensator 236, der aus der Substanz, welche die zur Doppelbrechung des negativen einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist, zusammengesetzt ist, nahe bei der Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallplatte vorhanden, um die von den im Mittelabschnitt der Flüssigkristallschicht 244 präsenten Flüssigkristallmoleküle verursachte Doppelbrechung zu eliminieren, so dass die von den Flüssigkristallmolekülen verursachte Doppelbrechung über der gesamten Flüssigkristallschicht 244 in der Dickenrichtung der Flüssigkristallschicht 244 eliminiert werden kann. Deshalb kann die dritte Ausführungsform die Schwarzpegelanzeige weiter verbessern und kann folglich ein Bild noch höheren Kontrasts anzeigen.
Generell verursachen beim Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegerät die im Mittelabschnitt der Flüssigkristallschicht präsenten Flüssigkristallmoleküle eine geringe Doppelbrechung, da die Flüssigkristallplatte mit Licht bestrahlt wird, das im Wesentlichen parallel zur optischen Achse ist. Außerdem tritt beim Direktsichttyp-Flüssigkristallanzeigegerät eine geringe Verschlechterung im Kontrast auf, da kein Betrachtungswinkel gebildet wird, wenn der Schirm von vorne betrachtet wird. Andererseits tritt beim Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät Licht generell unter verschiedenen Winkeln in die Flüssigkristallplatte ein. Außerdem ist ein schließlich auf den Schirm projiziertes Bild ein Bild, das durch Integration von unter verschiedenen Winkeln eintretendem Licht gebildet wird. Es ist deshalb einzusehen, dass der optische Kompensator 236 der dritten Ausführungsform viel Wirkung bei der Verbesserung des Kontrasts des Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegeräts hat.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Modifikationen der Erfindung möglich. Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf ein Dreiplatten-Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät beschränkt, sondern kann bei einem Einzelplatten-Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät angewendet werden. Die Erfindung kann auch bei einem Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät, das einen von einem nematischen Flüssigkristall verschiedenen Flüssigkristall benutzt, angewendet werden.
Wie oben beschrieben ist gemäß dem Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät einer Ausführungsform der Erfindung der erste optische Kompensator auf der Lichtaustrittsseite in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung angeordnet, um die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht verursachte optische Phasendifferenz zu kompensieren. Deshalb kann beispielsweise, selbst wenn die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mehrere Mikrolinsen auf ihrer Lichteintrittsseite aufweist, der erste optische Kompensator die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet verursachte optische Phasendifferenz kompensieren, ohne von den Mikrolinsen beeinflusst zu werden, so dass das Gerät die Schwarzpegelanzeige verbessern kann und folglich ein Bild höheren Kontrasts im Vergleich zur verwandten Technik anzeigen kann.
Das Projektionstyp-Flüssigkristallanzeigegerät einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist außerdem einen dritten optischen Kompensator auf, der in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung auf der Austrittsseite angeordnet ist, wobei der dritte optische Kompensator eine optische Phasendifferenz kompensiert, die von Flüssigkristallmolekülen verursacht wird, die in einem das lichteintrittsseitige Gebiet und das lichtaustrittsseitige Gebiet ausschließenden Gebiet der Flüssigkristallschicht präsent sind. Deshalb werden beispielsweise in dem Fall, bei dem jedes der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht eine zur Doppelbrechung eines positiven einachsigen Kristalls äquivalente Doppelbrechung aufweist, und bei dem in einem Zustand, bei dem eine Spannung an der Flüssigkristallschicht angelegt ist, die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht so neu ausgerichtet, dass sich die Hauptachsen der Moleküle in der Position von einer Position parallel oder etwa parallel zu einer Lichteinfallsebene in eine Position senkrecht oder etwa senkrecht zur Lichteinfallsebene ändern, wenn sie weiter weg vom lichteintrittsseitigen Gebiet der Flüssigkristallschicht und näher zum Zentrum der Flüssigkristallschicht situiert werden, die Moleküle des dritten optischen Kompensators so ausgerichtet, dass ihre optischen Achsen parallel zu den Hauptachsen der zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle sind, wodurch der dritte optische Kompensator nicht nur die optische Phasendifferenz, die von den Flüssigkristallmolekülen im lichteintrittsseitigen Gebiet verursacht wird, sondern auch die optische Phasendifferenz, die von den in dem Gebiet, welches das lichteintrittsseitige Gebiet und das lichtaustrittsseitige Gebiet ausschließt, präsenten Flüssigkristallmoleküle verursachte optische Phasendifferenz kompensieren kann. Dies ermöglicht eine Anzeige eines Bildes noch höheren Kontrasts.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf zum Zweck der Darstellung gewählte spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist zu erkennen, dass vom Fachmann zahlreiche Modifikationen daran gemacht werden können, ohne dass das grundlegende Konzept und der Schutzbereich der Erfindung verlassen werden.

Claims

Flüssigkristallanzeigeprojektor, aufweisend: eine Lichtquelle (211) zum Emittieren von zur Bildanzeige erforderlichem Licht, eine Transmissionstyp-Flüssigkristallanzeigeeinrichtung, die eine Flüssigkristallschicht (244), die eine Ausrichtung mehrerer verdrehter Flüssigkristallmoleküle (250) aufweist, und eine Einrichtung (245) zum Wahlweisen Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristallschicht (244) in Reaktion auf ein Bildsignal und dadurch Neuausrichten der Flüssigkristallmoleküle und auf diese Weise Modulieren von durch die Flüssigkristallschicht (244) gehendem Licht aufweist, eine Projektionslinse (226) zum Projizieren des von der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung modulierten Lichts, einen Polarisator (231) zum Ermöglichen, dass linear polarisiertes Licht, das in von der Lichtquelle emittiertem Licht enthalten ist, in die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung eintritt, einen Analysator (235) zum Ermöglichen, dass linear polarisiertes Licht, das in von der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung austretendem Licht enthalten ist, in die Projektionslinse (226) eintritt, gekennzeichnet durch mehrere zwischen dem Polarisator und der Flüssigkristallschicht angeordnete Mikrolinsen (242) zum Fokussieren des von der Lichtquelle (211) auf die Flüssigkristallschicht (244) emittierten Lichts und einen ersten optischen Kompensator (234) zum Kompensieren einer durch Flüssigkristallmoleküle (250) auf einer Lichteintrittsseite der Flüssigkristallschicht verursachten optischen Phasendifferenz, wobei der erste optische Kompensator zwischen der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung und dem Analysator auf einer Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung angeordnet ist und eine Doppelbrechung eines zu einer Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht entgegengesetzten Vorzeichens aufweist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 1, wobei in einem Zustand, in welchem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht (244) angelegt ist, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle (50) entsprechend der Position der Moleküle (50) in der Flüssigkristallschicht (244) so variiert, dass die Hauptachsen der Moleküle im Lichteintrittsseiten- und Lichtaustrittsseitengebiet der Flüssigkristallschicht senkrecht oder annähernd senkrecht zu der zur Flüssigkristallschicht (244) senkrechten optischen Achse (210) sind und die Hauptachsen von Molekülen im Zentrum der Flüssigkristallschicht parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) sind, und wobei der erste optische Kompensator (234) mehrere entsprechend der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle im spannungsangelegten Zustand der Flüssigkristallmoleküle ausgerichtete erste Kompensatormoleküle (234a, 234b, 234c) aufweist, so dass die Ausrichtung der ersten Kompensatormoleküle entsprechend ihrer Position im ersten Kompensator (234) derart variieren, dass die Hauptachsen der ersten Kompensatormoleküle (234b) auf der Lichteuntrittsseite des ersten Kompensators (234) parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) sind und die ersten Kompensatormoleküle (234b) auf der Lichtaustrittsseite des ersten Kompensators (234) senkrecht oder annähernd senkrecht zur optischen Achse (210) sind.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 1 oder 2, außerdem aufweisend einen zweiten optischen Kompensator (233) zum Kompensieren einer von Flüssigkristallmolekülen auf einer Lichtaustrittsseite der Flüssigkristallschicht (244) verur sachten optischen Phasendifferenz, wobei der zweite Kompensator zwischen der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung und dem Analysator (235) angeordnet ist und eine Doppelbrechung eines zur Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht (244) entgegengesetzten Vorzeichens aufweist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 3, wobei in einem Zustand, in welchem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht (244) angelegt ist, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle (50) entsprechend der Position der Moleküle (50) in der Flüssigkristallschicht (244) so variiert, dass die Hauptachsen der Moleküle im Lichteintrittsseiten- und Lichtaustrittsseitengebiet der Flüssigkristallschicht senkrecht oder annähernd senkrecht zu der zur Flüssigkristallschicht (244) senkrechten optischen Achse (210) sind und die Hauptachsen von Molekülen im Zentrum der Flüssigkristallschicht (244) parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) sind, und wobei der zweite optische Kompensator (233) mehrere entsprechend der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle im spannungsangelegten Zustand ausgerichtete zweite optische Kompensatormoleküle (233a, 233b, 233c) aufweist, so dass die Ausrichtung der zweiten Kompensatormoleküle entsprechend ihrer Position im zweiten optischen Kompensator (233) derart variiert, dass die Hauptachsen der zweiten Kompensatormoleküle (233) auf der Lichtaustrittsseite des zweiten optischen Kompensators parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) sind und die zweiten Kompensatormoleküle auf der Lichteintrittsseite des zweiten optischen Kompensators senkrecht oder annähernd senkrecht zur optischen Achse sind.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Polarisator (231) und der Analysator (235) so angeordnet sind, dass die Lichttransmissionsachse des Polarisators im rechten Winkel zur Lichttransmissionsachse des Analysators ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem aufweisend einen dritten optischen Kompensator (236) zum Kompensieren einer von in einem das Lichteistrittsseitengebiet und das Lichtaustrittsseitengebiet ausschließenden Gebiet der Flüssigkristallschicht (244) vorhandenen Flüssigkristallmolekülen verursachten optischen Phasendifferenz, wobei der dritte optische Kompensator (236) in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung (244) auf der Lichtaustrittsseite angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Ansprüche 6, wobei der dritte optische Kompensator (236) eine Doppelbrechung eines zur Doppelbrechung der Flüssigkristallschicht entgegengesetzten Vorzeichens aufweist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 7, wobei in einem Zustand, in welchem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht (244) angelegt ist, die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle (50) entsprechend der Position der Moleküle (50) in der Flüssigkristallschicht (244) so variieren, dass die Hauptachsen der Moleküle im Lichteintrittsseiten- und Lichtaustrittsseitengebiet der Flüssigkristallschicht senkrecht oder annähernd senkrecht zu der zur Flüssigkristallschicht (244) senkrechten optischen Achse (210) sind und die Hauptachsen von Moleküle im zentralen Gebiet der Flüssigkristallschicht parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) sind, wobei der dritte optische Kompensator (236) so wirkt, dass er eine von in die parallel oder annähernd parallel zur optischen Achse (210) ausgerichtete Hauptachsen aufweisenden Flüssigkristallmoleküle (50) eintretendem Licht verursachte optische Phasendifferenz kompensiert, und wobei im Zustand, in welchem eine Spannung an die Flüssigkristallschicht (244) angelegt ist, die optischen Achsen der Moleküle (236a) des dritten optischen Kompensators so ausgerichtet sind, dass sie parallel zu den Hauptachsen der zu kompensierenden Flüssigkristallmoleküle (50) sind.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der zweite optische Kompensator (234) und der dritte optische Kompensator (236) zwischen dem Analysator (235) und der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung angeordnet sind.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 1, wobei der erste optische Kompensator (234) einen Phasendifferenzfilm (5) aufweist, der eine Doppelbrechung nur in einer zur Oberfläche des Films im Wesentlichen parallelen Ebene aufweist, wobei der Phasendifferenzfilm (5} in einem Winkel (α) zu einer Plattenoberfläche der Flüssigkristallschicht (244) angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 10, wobei entweder eine Phasenverzögerungsachse (5a) oder eine Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms (5) im Wesentlichen senkrecht zu einer Polarisationsachse (47a) des Polarisators (231, 41) ist, und wobei der Phasendifferenzfilm (5) gegen eine zur Polarisationsachse des Polarisators parallele Achse geneigt ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 10, wobei entweder eine Phasenverzögerungsachse (5a) oder eine Phasenvoreilungsachse des Phasendifferenzfilms (5) im Wesentlichen senkrecht zu einer Polarisationsachse des Analysators (231, 47) ist, und wobei der Phasendifferenzfilm gegen eine zur Polarisationsachse des Analysators parallele Achse geneigt ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach Anspruch 1, wobei der erste optische Kompensator (234) ein Phasendifferenzfilm (4) ist, der eine Doppelbrechung in Ebenen aufweist, die zu einer Oberfläche des Films im Wesentlichen parallel und im Wesentlichen senkrecht sind, wobei der Phasendifferenzfilm im Wesentlichen parallel zu einer Plattenoberfläche der Flüssigkristallschicht (244) angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigeprojektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristallschicht eine positive Doppelbrechung aufweist.