JP2008170764A

JP2008170764A - 液晶装置

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Publication number: JP2008170764A
Application number: JP2007004337A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Ono; 雄大尾野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】３板式カラー液晶プロジェクタ等の液晶装置において、例えば、表示画像の輝度を高める。
【解決手段】液晶装置は、第１液晶層（５０Ｒ）を有し、第１色光（Ｒ）を変調する第１液晶パネル（１００Ｒ）と、第２液晶層（５０Ｇ）を有し、第２色光（Ｇ）を変調する第２液晶パネル（１００Ｇ）と、第３液晶層（５０Ｂ）を有し、第３色光（Ｂ）を変調する第３液晶パネル（１００Ｂ）とを備える。第１液晶層は、第１色光に対する透過率が、第２及び第３色光の各々に対する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、第２液晶層は、第２色光に対する透過率が、第１及び第３色光の各々に対する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、第３液晶層は、第３色光に対する透過率が、第１及び第２色光の各々に対する第３液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調する３枚の液晶ライトバルブが用いられてなる３板式カラー液晶プロジェクタ等の液晶装置の技術分野に関する。

この種の液晶装置の一例である３板式カラー液晶プロジェクタでは、例えば赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調する３枚の液晶ライトバルブを備えており、各液晶ライトバルブで変調された光を光学系で合成することによって、カラー画像がスクリーン等の投射面に投影される。各液晶ライトバルブは、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶パネルとして構成され、液晶層を駆動することによって入射光を変調する。

このような液晶プロジェクタに関して、例えば特許文献１では、光源から出射された光をＰ偏光及びＳ偏光成分のうち一方の成分のみを有するように変換する光学系を設けて、この一方の成分のみを液晶パネルに入射させることによって、表示画像の輝度を高める技術が開示されている。

特開平５−３４６３９号公報

上述したような液晶プロジェクタに用いられる液晶ライトバルブは、通常、変調すべき光に応じて相互に異なる設計がなされるのではなく、共通の構造を有している場合が多い。

しかしながら、共通の構造を有する液晶ライトバルブを用いて、相互に異なる波長を有する赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調した場合、各液晶ライトバルブの液晶層における光透過率を高めることができないという技術的問題点が生じる。より具体的には、液晶層に入射する入射光の透過率は、入射光の波長に応じて相互に異なる。従って、赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調する３枚の液晶ライトバルブの各々における液晶層が相互に共通である場合、各液晶ライトバルブにおける光透過率を最も高くすることができなくなり、液晶プロジェクタの表示性能を高めることが困難となる。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、例えば、表示性能が高められた３板式カラー液晶プロジェクタ等の液晶装置を提供することを課題とする。

本発明の液晶装置は上記課題を解決するために、互いに異なる第１、第２及び第３色光を出射する光源部と、第１液晶層を有し、前記第１色光を変調して第１変調光として出射する第１液晶パネルと、第２液晶層を有し、前記第２色光を変調して第２変調光として出射する第２液晶パネルと、第３液晶層を有し、前記第３色光を変調して第３変調光として出射する第３液晶パネルと、前記第１、第２及び第３変調光を合成する光合成光学系とを備え、前記第１液晶層は、前記第１色光が前記第１液晶層を透過する透過率が、前記第２及び前記第３色光の各々が前記第１液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、前記第２液晶層は、前記第２色光が前記第２液晶層を透過する透過率が、前記第１及び前記第３色光の各々が前記第２液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、前記第３液晶層は、前記第３色光が前記第３液晶層を透過する透過率が、前記第１及び前記第２色光の各々が前記第３液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有する。

本発明の液晶装置は、例えば、液晶プロジェクタ等の投写型表示装置であり、第１、第２及び第３液晶パネルは、液晶プロジェクタ等の投写型表示装置に用いられる液晶ライトバルブである。光源部は、典型的には、例えばハロゲンランプ等の白色光源と該白色光源から出射された白色光を例えば赤色光、緑色光及び青色光等の互いに異なる３つの色光である第１、第２及び第３色光に分離する色分離手段とを含んで構成され、第１、第２及び第３色光を出射する。尚、光源部は、第１、第２及び第３色光の各々を単色光として出射する３つの光源を含んで構成されてもよい。第１色光は、第１液晶層を有する第１液晶パネルによって変調されて、第１液晶パネルから第１変調光として出射され、第２色光は、第２液晶層を有する第２液晶パネルによって変調されて、第２液晶パネルから第２変調光として出射され、第３色光は、第３液晶層を有する第３液晶パネルよって変調されて、第３液晶パネルから第３変調光として出射される。第１、第２及び第３変調光が、光合成光学系によって合成された後、例えば、スクリーン等の投射面に投射されることにより、投射面に画像が表示される。

本発明では特に、第１液晶層は、第１色光が第１液晶層を透過する透過率が、第２及び第３色光の各々が第１液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、第２液晶層は、第２色光が第２液晶層を透過する透過率が、第１及び第３色光の各々が第２液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、第３液晶層は、第３色光が第３液晶層を透過する透過率が、第１及び第２色光の各々が第３液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有する。ここで「リタデーション値」とは、屈折率異方性（即ち、光学軸方向の屈折率と該光学軸方向に垂直な方向の屈折率との屈折率差）（Δｎ）と、液晶層の層厚（ｄ）との積（Δｎ・ｄ）で定義され、屈折率異方性は、液晶層を構成する液晶の種類によって決まる。

即ち、第１、第２及び第３液晶層の各々が互いに異なるリタデーション値を有しており、例えば、第１、第２及び第３液晶パネルの各々は、変調すべき光の波長に応じて、液晶層の透過率が最も高くなるように、液晶層のリタデーション値が設定されている。

典型的には、第１、第２及び第３液晶層の各々は互いに同じ種類の液晶から構成され（即ち、第１、第２及び第３液晶層は互いに同じ屈折率異方性を有するように構成され）、且つ、第１液晶層の層厚は、第１液晶パネルが変調すべき第１色光に対する第１液晶層の透過率が、第１液晶パネルが変調する必要のない第２及び第３色光に対する第１液晶層の透過率よりも高くなるように設定され、第２液晶層の層厚は、第２液晶パネルが変調すべき第２色光に対する第２液晶層の透過率が、第２液晶パネルが変調する必要のない第１及び第３色光に対する第２液晶層の透過率よりも高くなるように設定され、第３液晶層の層厚は、第３液晶パネルが変調すべき第３色光に対する第３液晶層の透過率が、第３液晶パネルが変調する必要のない第１及び第２色光に対する第３液晶層の透過率よりも高くなるように設定される。尚、ここで「第１、第２及び第３液晶層の各々は互いに同じ種類の液晶から構成される」には、第１、第２及び第３液晶層の各々が互いに同一の一種類の液晶のみから構成される場合のみならず、第１、第２及び第３液晶層の各々が互いに同一の複数種類の液晶を互いに同一の割合で混合した液晶から構成される場合が含まれる趣旨である。

或いは、例えば、第１、第２及び第３液晶層の各々は互いに同じ層厚を有するように構成され、且つ、第１液晶層は、第１液晶パネルが変調すべき第１色光に対する第１液晶層の透過率が、第１液晶パネルが変調する必要のない第２及び第３色光に対する第１液晶層の透過率よりも高くなる屈折率異方性を有する液晶から構成され、第２液晶層は、第２液晶パネルが変調すべき第２色光に対する第２液晶層の透過率が、第２液晶パネルが変調する必要のない第１及び第３色光に対する第２液晶層の透過率よりも高くなる屈折率異方性を有する液晶から構成され、第３液晶層は、第３液晶パネルが変調すべき第３色光に対する第３液晶層の透過率が、第３液晶パネルが変調する必要のない第１及び第２色光に対する第３液晶層の透過率よりも高くなる屈折率異方性を有する液晶から構成される。

よって、仮に、第１、第２及び第３液晶層が互いに同じ種類の液晶から構成されると共に互いに同じ層厚を有する場合など、第１、第２及び第３液晶層が互いに同じリタデーション値を有する場合に生じ得る、光の利用効率の無駄を回避できる。即ち、仮に、第１、第２及び第３液晶層が互いに同じリタデーション値を有する場合には、第１、第２及び第３液晶層の各々の第１、第２及び第３色光に対する透過率の全てを高めることが光学原理的に不可能であるために、光の利用効率に無駄が生じ易い。しかるに本発明では、上述したように、第１、第２及び第３液晶層の各々が互いに異なるリタデーション値を有しており、例えば、第１、第２及び第３液晶パネルの各々は、変調すべき光の波長に応じて、液晶層の透過率が最も高くなるように（言い換えれば、各液晶パネルから出射される第１、第２及び第３変調光の各々の強度が最も大きくなるように）、液晶層のリタデーション値が設定されている。よって、第１、第２及び第３液晶パネルの各々における光利用効率を高めることができる。従って、本発明に係る液晶装置によれば、例えば高い輝度を有する、高品位な画像を表示することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る液晶装置によれば、第１、第２及び第３液晶パネルの各々によって変調される第１、第２及び第３色光の透過率を高めることができ、例えば高い輝度を有する、高品位な画像を表示することが可能となる。

本発明の液晶装置の一態様では、前記第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ屈折率異方性を有すると共に互いに異なる層厚を有する。

この態様によれば、第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ種類の液晶から構成されることで、互いに同じ屈折率異方性を有する。更に、第１、第２及び第３液晶層の各々は、変調すべき光の波長に応じて、各液晶層の透過率が最も高くなるように、層厚が設定されており、互いに異なる層厚を有する。よって、第１、第２及び第３液晶層を互いに同じ種類の液晶から構成し、各液晶層の層厚を調整することで透過率を容易に向上させることができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ層厚を有すると共に互いに異なる屈折率異方性を有する。

この態様によれば、第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ層厚を有する。更に、第１、第２及び第３液晶層の各々は、変調すべき光の波長に応じて、各液晶層の透過率が最も高くなるように、屈折率異方性が設定されており、互いに異なる屈折率異方性を有する（即ち、第１、第２及び第３液晶層の各々は、変調すべき光の波長に応じて、各液晶層の透過率が最も高くなるような液晶から構成される）。よって、第１、第２及び第３液晶層を互いに同じ層厚を有するように構成し、各液晶層を構成する液晶の種類を選択することで透過率を容易に向上させることができる。

本発明の液晶装置の他の態様では、前記第１色光は、赤色光であり、前記第２色光は、緑色光であり、前記第３色光は、青色光である。

この態様によれば、第１、第２及び第３液晶パネルの各々によって、赤色光、緑色光及び青色光の各々を変調できるため、これら３種の色光を光合成光学系によって合成することで、カラー画像を表示できる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、本発明の液晶装置の一例である３板式の液晶プロジェクタを例にとる。

＜第１実施形態＞
先ず、本実施形態に係る液晶プロジェクタの構成について、図１を参照して説明する。尚、ここでは、本実施形態に係る液晶プロジェクタの光学ユニットに組み込まれている光学系を中心に説明する。

図１は、本実施形態に係る液晶プロジェクタの図式的断面図である。

図１において、本実施形態に係る液晶プロジェクタ１１００は、本発明に係る「第１液晶パネル」、「第２液晶パネル」及び「第３液晶パネル」のそれぞれ一例ある液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂが３枚一組で用いられてなる３板式カラー液晶プロジェクタとして構築されている。

液晶プロジェクタ１１００は、ランプユニット１１０２と、液晶パネル１００Ｒ、１１００Ｇ及び１００Ｂとを備えている。

液晶プロジェクタ１１００では、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等の白色光源であるランプユニット１１０２から投射光が発せられると、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によって、ＲＧＢの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢ（即ち、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂ）に分けられ、各色光は、各々対応する液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂに入射される。尚、ランプユニット１１０２、４枚のミラー１１０６及びダイクロイックミラー１１０８は、本発明に係る「光源部」の一例を構成している。また、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、本発明に係る「第１色光」、「第２色光」及び「第３色光」のそれぞれ一例である。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの各々は、後に詳細に説明するが、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、液晶層に印加される駆動電圧に応じて入射される光を変調するライトバルブとして機能する。液晶パネル１００Ｒは、赤色光Ｒを変調する赤色光用液晶ライトバルブとして設けられており、液晶パネル１００Ｇは、緑色光Ｇを変調する緑色光用液晶ライトバルブとして設けられており、液晶パネル１００Ｂは、青色光Ｂを変調する青色光用液晶ライトバルブとして設けられている。

尚、本実施形態では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂは、一対の基板のうち一方の基板側から入射光が入射され他方の基板側から出射光を出射する透過型液晶パネルとして構成されているが、一対の基板のうち一方の基板側から入射光が入射され該一方の基板側から出射光を出射する反射型液晶パネルとして構成してもよい。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにより夫々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ及びＢは、本発明に係る「光合成光学系」の一例としてのダイクロイックプリズム１１１２により再度合成された後、投射レンズ１１１４を介してスクリーンにカラー画像として投射される。

液晶プロジェクタ１１００は、各液晶パネルが有する液晶層が互いに同じ種類の液晶から構成されると共に、各液晶パネルが有する液晶層の層厚が当該液晶パネルによって変調すべき光の波長（即ち、各色光）に応じて、透過率が最も高くなる層厚に近い値、或いは最も透過率が高くなる層厚に設定されている点に特徴を有している。

次に、上述した３枚の液晶パネルの具体的な構成について、図２から図４を参照して説明する。尚、各液晶パネルの構造上の相違点は液晶層の層厚のみであるため、以下では、赤色光用液晶ライトバルブとして機能する液晶パネル１００Ｒを例に挙げて液晶パネルの具体的な構成を説明する。

先ず、液晶パネルの全体構成について、図２及び図３を参照して説明する。

図２は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶パネルの平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。

尚、液晶パネル１００Ｒは、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルである。

図２及び図３において、液晶パネル１００Ｒでは、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０Ｒが封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素が配置された画素領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）、言い換えれば、液晶層５０Ｒの層厚ＴＲを所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。即ち、液晶パネル１００Ｒは、液晶プロジェクタのライトバルブ用として小型で拡大表示を行うのに適している。尚、液晶層５０Ｒは、本発明に係る「第１液晶層」の一例であり、液晶パネル１００Ｇ及び１００Ｂの各々が備える液晶層５０Ｇ及び５０Ｂの各々が、本発明に係る「第２液晶層」及び「第３液晶層」のそれぞれ一例である。また、後に詳細に説明するが、本実施形態では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの各々の層厚ＴＲ、ＴＧ及びＴＢは互いに異なっている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画素領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

画素領域１０ａの周辺に広がる周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側に、サンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。また、走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、前記額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。

また、ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、外部回接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。

図３において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、図示しない配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に図示しない配向膜が形成されている。また、液晶層５０Ｒは、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。

尚、図２及び図３に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等に加えて、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

次に、以上の如く構成された液晶パネルにおける回路構成及び動作について、図４を参照して説明する。

図４は、本実施形態に係る液晶パネルの画素領域にマトリクス状に形成された複数の画素部における各種素子、配線等の等価回路図である。

図４において、液晶パネル１００Ｒの画素領域１０ａにマトリクス状に形成された複数の画素部には夫々、画素電極９ａと当該画素電極９ａに印加される電圧をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、・・・、ＶＳｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートにゲート電極３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線１１ａ及びゲート電極３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９ａを介して液晶層５０Ｒに書き込まれた所定レベルの画像信号ＶＳ１、ＶＳ２、・・・、ＶＳｎは、対向基板２０に形成された対向電極２１との間で一定期間保持される。液晶層５０Ｒを構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶パネル１００Ｒからは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射する。

ここで保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９ａと対向電極２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。この蓄積容量７０は、走査線１１ａに並んで設けられ、固定電位側容量電極を含むとともに定電位に固定された容量電極４００を含んでいる。

本実施形態では特に、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにおける液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂの各々は、互いに異なるリタデーション値を有しており、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの各々は、変調すべき光の波長に応じて、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂの透過率が最も高くなるように、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂのリタデーション値がそれぞれ独立して或いは別個に設定されている。

よって、仮に、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂが互いに同じ種類の液晶から構成されると共に互いに同じ層厚を有する場合など、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂが互いに同じリタデーション値を有する場合に生じ得る、光の利用効率の無駄を回避できる。尚、この種の３板式の液晶プロジェクタにおいてライトバルブとして用いられる３枚の液晶パネルの各々は、通常、共通の工程によって形成された共通の構造を有する液晶パネルから選択されることが多いため、各液晶パネルが有する液晶層は互いに同じ種類の液晶から構成されると共に、各液晶層の層厚も相互に同じ層厚である場合が多い。この場合には、３枚の液晶パネルの全てにおいて変調すべき光に対する透過率を最も高くすることが根本的に或いは原理的にできず、光の利用効率に無駄が生じてしまう。

従って、本実施形態に係る液晶プロジェクタ１１００によれば、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの各々によって変調される赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの透過率を高めることができ、明るい画像を表示できる。

次に、本実施形態に係る液晶プロジェクタに用いられる３枚の液晶パネルがそれぞれ有する液晶層の層厚について、図５を参照して詳細に説明する。

図５は、本願発明者が行ったシミュレーション結果を示したグラフであって、液晶層の層厚に対する透過光強度の変化を計算したシミュレーション結果を示したグラフである。ここでは、液晶層の屈折率異方性（Δｎ）が０．１５２の場合を例にとり、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々に関する透過光強度（Ｉ）をシミュレーションした。また、赤色光Ｒが有する波長を７００．０ｎｍとして、緑色光Ｇが有する波長を５４６．１ｎｍとして、及び青色光Ｂが有する波長４３５．８ｎｍとしてシミュレーションした。尚、透過強度（Ｉ）は、リタデーション値（Δｎ・ｄ）を入射光の半波長（λ／２）で割った値の関数ｆ（２Δｎ・ｄ／λ）としてシミュレーションした。

図５において、データＬＲは、液晶層の層厚（ｄ）に対する赤色光Ｒの透過光強度（Ｉ）を示している。データＬＧは、液晶層の層厚に対する緑色光Ｇの透過光強度を示している。データＬＢは、液晶層の層厚に対する青色光Ｂの透過光強度を示している。ここで、透過光強度は、入射光が液晶層を透過した後に出射される出射光の強度であり、液晶層の入射光に対する透過率に比例する。

図５中、データＬＲ、ＬＧ及びＬＢに示されるように、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々が液晶層を透過する透過光強度（言い換えれば、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々が液晶層を透過する透過率）は、液晶層の層厚に関して一様ではなく、各波長の光についてそれぞれ最も大きな透過光強度（或いは最も高い透過率）となる層厚の範囲が相互に異なっている。より具体的には、データＬＲ、ＬＧ及びＬＢに示されるように、赤色光Ｒは、液晶層の層厚が約３．６〜４．４ｕｍの範囲内である場合には、液晶層の層厚が約３．６〜４．４ｕｍの範囲外である場合と比べて透過光強度が大きく、且つ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々の透過光強度よりも大きい。更に、緑色光Ｇは、液晶層の層厚が約２．９〜３．４ｕｍの範囲内である場合には、液晶層の層厚が約２．９〜３．４ｕｍの範囲外である場合と比べて透過光強度が大きく、且つ、赤色光Ｒ及び青色光Ｂの各々の透過光強度よりも大きい。加えて、青色光Ｂは、液晶層の層厚が約２．２〜２．７ｕｍの範囲内である場合には、液晶層の層厚が約２．２〜２．７ｕｍの範囲外である場合と比べて透過光強度が大きく、且つ、赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの各々の透過光強度よりも大きい。つまり、データＬＲ、ＬＧ及びＬＢは、液晶層の赤色光Ｒに対する透過率が、液晶層の層厚が約３．６〜４．４ｕｍの範囲内（言い換えれば、液晶層のリタデーション値が約０．５５〜０．６７ｕｍの範囲内）である場合には、液晶層の層厚が約３．６〜４．４ｕｍの範囲外である場合と比べて高く、且つ、液晶層の緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々に対する透過率よりも高いことを示している。更に、データＬＲ、ＬＧ及びＬＢは、液晶層の緑色光Ｇに対する透過率が、液晶層の層厚が約２．９〜３．４ｕｍの範囲内（言い換えれば、液晶層のリタデーション値が約０．４４〜０．５２ｕｍの範囲内）である場合には、液晶層の層厚が約２．９〜３．４ｕｍの範囲外である場合と比べて高く、且つ、液晶層の赤色光Ｒ及び青色光Ｂの各々に対する透過率よりも高いことを示している。加えて、データＬＲ、ＬＧ及びＬＢは、液晶層の青色光Ｂに対する透過率が、液晶層の層厚が約２．２〜２．７ｕｍの範囲内（言い換えれば、液晶層のリタデーション値が約０．３３〜０．４１ｕｍの範囲内）である場合には、液晶層の層厚が約２．２〜２．７ｕｍの範囲外である場合と比べて高く、且つ、液晶層の赤色光Ｒ及び緑色光Ｇの各々に対する透過率よりも高いことを示している。

従って、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの液晶層として屈折率異方性が０．１５２である液晶を採用した場合、上述した各範囲内に各液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂの層厚を設定すること（即ち、液晶層５０Ｒの層厚ＴＲを約３．６〜４．４ｕｍの範囲内、より好ましくは赤色光Ｒに対する透過光強度が最大値となる４．０ｕｍ付近に設定し、液晶層５０Ｇの層厚ＴＧを約２．９〜３．４ｕｍの範囲内、より好ましくは緑色光Ｇに対する透過光強度が最大値となる３．１ｕｍ付近に設定し、液晶層５０Ｂの層厚ＴＢを約２．２〜２．７ｕｍの範囲内、より好ましくは青色光Ｂに対する透過光強度が最大値となる２．５ｕｍ付近に設定すること、言い換えれば、液晶層５０Ｒのリタデーション値を約０．５５〜０．６７ｕｍの範囲内、液晶層５０Ｇのリタデーション値を約０．４４〜０．５２ｕｍの範囲内、液晶層５０Ｂのリタデーション値を約０．３３〜０．４１ｕｍの範囲内に設定すること）によって、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々の透過率を高めることができ、仮に各液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂが互いに同じ層厚を有する液晶層を有している場合に比べて、液晶プロジェクタ１１００の表示性能を向上させることが可能である。

このように、本実施形態に係る液晶プロジェクタ１１００によれば、各液晶パネルを製造する製造プロセスにおいて、最適な層厚を有するように液晶層の形成条件（言い換えれば、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との基板間ギャップ）をそれぞれ変更するだけで透過率が高められた液晶パネルを製造でき、且つこれら液晶パネルをライトバルブとして用いて高品位の画像を表示可能なプロジェクタを提供できる。

尚、本実施形態では、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂを構成する液晶として互いに同じ屈折率異方性を有する液晶を採用すると共に、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂの各々の変調すべき光に対する透過率が大きくなるリタデーション値を有するように、各層厚をそれぞれ別個に設定したが、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂを互いに同じ層厚を有するように構成すると共に、各液晶層を構成する液晶として、各液晶層の変調すべき光に対する透過率が大きくなるように、互いに異なる屈折率異方性を有する液晶を採用してもよい。即ち、例えば、液晶層５０Ｒ、５０Ｇ及び５０Ｂの各々の層厚ＴＲ、ＴＧ及びＴＢのいずれも３．１ｕｍとし、液晶層５０Ｒを屈折率異方性が約０．１７７〜０．２１６の範囲内である液晶から構成し、液晶層５０Ｇを屈折率異方性が約０．１４２〜０．０．１６７の範囲内である液晶から構成し、液晶層５０Ｂを屈折率異方性が約０．１０８〜０．１３２の範囲内である液晶から構成することで、液晶層５０Ｒのリタデーション値を約３．６〜４．４ｕｍの範囲内に設定し、液晶層５０Ｇのリタデーション値を約２．９〜３．４ｕｍの範囲内に設定し、液晶層５０Ｂのリタデーション値を約２．２〜２．７ｕｍの範囲内に設定してもよい。この場合にも、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの各々の透過率を高めることができ、仮に各液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂが互いに同じ層厚を有する液晶層を有している場合に比べて、液晶プロジェクタ１１００の表示性能を向上させることが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

第１実施形態に係る液晶プロジェクタの図式的断面図である。第１実施形態に係る液晶プロジェクタが備える液晶パネルの平面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ´断面図である。液晶パネルの複数の画素部の等価回路図である。液晶層の層厚に対する透過光強度の変化を示すグラフである。

符号の説明

９ａ…画素電極、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、２１…対向電極、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ…液晶層、５２…シール材、１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ…液晶パネル、ＴＲ、ＴＧ、ＴＢ…層厚

Claims

互いに異なる第１、第２及び第３色光を出射する光源部と、
第１液晶層を有し、前記第１色光を変調して第１変調光として出射する第１液晶パネルと、
第２液晶層を有し、前記第２色光を変調して第２変調光として出射する第２液晶パネルと、
第３液晶層を有し、前記第３色光を変調して第３変調光として出射する第３液晶パネルと、
前記第１、第２及び第３変調光を合成する光合成光学系と
を備え、
前記第１液晶層は、前記第１色光が前記第１液晶層を透過する透過率が、前記第２及び前記第３色光の各々が前記第１液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、
前記第２液晶層は、前記第２色光が前記第２液晶層を透過する透過率が、前記第１及び前記第３色光の各々が前記第２液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有し、
前記第３液晶層は、前記第３色光が前記第３液晶層を透過する透過率が、前記第１及び前記第２色光の各々が前記第３液晶層を透過する透過率よりも高くなるリタデーション値を有する
ことを特徴とする液晶装置。
前記第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ屈折率異方性を有すると共に互いに異なる層厚を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
前記第１、第２及び第３液晶層は、互いに同じ層厚を有すると共に互いに異なる屈折率異方性を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
前記第１色光は、赤色光であり、
前記第２色光は、緑色光であり、
前記第３色光は、青色光である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶装置。