JP3849655B2

JP3849655B2 - 投射型表示装置

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Publication number: JP3849655B2
Application number: JP2003044668A
Authority: JP
Inventors: 強前田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: US20050078387A1; US7123313B2; JP2004252336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の液晶ライトバルブを用いて光変調を行う投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラー表示が可能な投射型表示装置が実用化されており、その典型的な構成としては、ＲＧＢ表示系の三刺激値にそれぞれ対応する液晶ライトバルブを備えており、これらの液晶ライトバルブに３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の原色光を入射させて変調し、前記各液晶ライトバルブにより変調された原色光を重畳して画像の表示を行うものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２７１２３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、液晶ライトバルブを構成する液晶材料が、エネルギーの高い紫外光や近紫外光（波長の短い青色光）を照射された場合に容易に分解、劣化してしまうことは知られており、通常はこれらの帯域の光が液晶ライトバルブに入射しないように、光源と液晶ライトバルブとの間にＵＶ（紫外線）カットフィルター等を設けて液晶を保護するようになっている。
近年、明るさの向上や、色再現範囲の拡大を目的として、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプ等の高強度ランプを光源に用いて投射型表示装置を構成するようになっている。図９は、交流点灯メタルハライドランプの分光分布を示すグラフであり、図１０は、直流点灯超高圧水銀ランプの分光分布を示すグラフである。図９及び図１０に示すように、この種のランプでは可視光のうちでも波長の短い光の成分が非常に多くなっている。
そのため、上記ＵＶカットフィルター等を用いたとしても、光強度が高く、かつ比較的高エネルギーの青色光を変調するための液晶ライトバルブが、他の原色光の変調に用いられる液晶ライトバルブよりも著しく早く劣化することが問題となっている。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、光強度分布に偏りを有する光源を用いた場合にも特定の液晶ライトバルブに劣化を生じることが無く、好ましくは経時的に色バランスに変化を生じることのない、長期間の使用に耐える高信頼性の投射型表示装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源から供給される複数の原色光に対応して設けられた複数の液晶ライトバルブとを備えた投射型表示装置であって、前記液晶ライトバルブが、略９０°ツイストのＴＮ液晶を含む液晶層を有しており、前記複数の液晶ライトバルブのうち青色相の原色光に対応する液晶ライトバルブの液晶層において、その原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向が、当該液晶層に入射する原色光の偏光方向と略直交する向きとされており、前記複数の液晶ライトバルブのうち、前記青色相の原色光以外に対応する液晶ライトバルブの液晶層に入射する原色光の偏光方向と、当該液晶層の原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向とが、略平行に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の投射型表示装置は、色相が青色の光を変調する液晶ライトバルブについて、略９０°ツイストのＴＮモードの液晶を用いることで、液晶の旋光性を利用した表示を行うようになっている。そして、原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向と、液晶層に入射する光の偏光方向とが直交するように原色光を入射させるので、液晶層を透過する偏光は、吸光度が小さい方向（分子短軸方向）で液晶分子と交差して変調される。これにより、比較的高いエネルギーを有する短波長域（青色相）の光が照射される液晶ライトバルブの液晶劣化を防止し、もって液晶ライトバルブないし投射型表示装置の長寿命化を実現している。
また本発明は、４原色以上の多原色式の投射型表示装置にも容易に適用でき、例えばＲＧＢ表色系の三刺激値に対して２原色ずつの６原色表示を行う場合には、青色相の２つの原色光に対応して設けられた液晶ライトバルブとそれらの入射する偏光について上記構成を適用すればよい。
【０００８】
次に、本発明の投射型表示装置は、前記光源の強度が１０，０００（ｌｍ）以上であることを特徴とする。このような構成とすることで、明るく、色再現性に優れた表示が得られ、かつ長寿命の投射型表示装置を提供することができる。
【０００９】
次に、本発明の投射型表示装置は、前記光源が、メタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプであることを特徴とする。このような構成とすることで、容易に表示の明るさを向上させることができる。これらの強力な光源は短波長域の成分を多く含み、従来の構成では短波長域側の光を変調するためのライトバルブの劣化が問題となっていたが、本発明に係る投射型表示装置では、先に記載のように青色相の液晶ライトバルブにおける長寿命化を実現しているため、これらのランプを光源とした構成に極めて有効である。
【００１０】
次に、本発明の投射型表示装置は、前記青色相に対応する液晶ライトバルブの液晶層の原色光入射側に偏光板が設けられ、前記偏光板の透過軸が、前記液晶層の原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向と略直交する向きに配置されていることを特徴とする。この構成によれば、先の液晶ライトバルブを長寿命化するための原色光の偏光方向と、液晶分子の配向方向を容易に規定できる。また液晶ライトバルブの構成部材を大きく変更しないため、高い製造容易性を得られるという利点もある。
【００１１】
本発明の投射型表示装置は、前記複数の液晶ライトバルブのうち、前記青色相の原色光以外に対応する液晶ライトバルブの液晶層に入射する原色光の偏光方向と、当該液晶層の原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向とが、略平行に配置されていることを特徴とする。
従来の投射型表示装置では、青色光用の液晶ライトバルブの寿命が短いことが問題となっていたが、先に記載のように本発明の構成では、青色相の光を変調する液晶ライトバルブの長寿命化を実現できる。この液晶ライトバルブの構成を、青色相以外の光（赤色相や緑色相の光）を変調するためのライトバルブに適用すれば、それらの液晶ライトバルブも長寿命化することは可能であるが、変調後の光を合成した表示の色バランスについては、各原色光に対応する液晶ライトバルブの経時的な変化が揃っている方が好ましい。従って、上記構成のように、青色相の光変調用のライトバルブのみに本発明の構成を適用することで、各液晶ライトバルブでの寿命を揃え、液晶ライトバルブの経時的な劣化に伴う色バランスの変化が生じ難くなるようにすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（投射型表示装置の構成）
図１は、本実施形態の投射型表示装置の概略構成図である。図１中、符号１０１は光源、１０２〜１０３は色分離手段として機能するダイクロイックミラー、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは光変調手段として機能する液晶ライトバルブ、１１１，１１２は反射ミラー、１２５は画像重畳手段として機能するダイクロイックプリズム、１２６は画像投射手段として機能する投射レンズ、１２７はスクリーン等の被投射体をそれぞれ示している。すなわち、本実施形態の投射型表示装置は、３板式の投射型カラー表示装置である。なお、以下の各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１３】
ダイクロイックミラー１０２は、主光源１０１からの光束のうち、青色光（原色光）Ｌ_Ｂを反射するとともに、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇを透過するものであり、ダイクロイックミラー１０２で反射された赤色光Ｌ_Ｒは、反射ミラー１１１で反射された後、液晶ライトバルブ１１０Ｂに入射するようになっている。ダイクロイックミラー１０２を透過した光のうち、緑色光（原色光）Ｌ_Ｇは、ダイクロイックミラー１０３で反射された後、液晶ライトバルブ１１０Ｇに入射するようになっている。ダイクロイックミラー１０３を透過された赤色光（原色光）Ｌ_Ｒは、反射ミラー１１２で反射された後、液晶ライトバルブ１１０Ｒに入射するようになっている。
【００１４】
上記各液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、ダイクロイックプリズム１２５の３面にそれぞれ配置されており、それぞれの液晶ライトバルブにより変調された光が、ダイクロイックプリズム１２５により重畳され、投射レンズ１２６を介して被投射体１２７に画像を投射するようになっている。
【００１５】
本実施の形態の投射型表示装置に備えられた液晶ライトバルブ１１０Ｒ〜１１０Ｂは、例えば、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶パネルを主体として構成することができる。
図２は、係る液晶パネルの画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットの等価回路図、図３はＴＦＴアレイ基板の１つのドットの構造を示す平面図、図４は、同、図３のＡ−Ａ’線に沿う部分断面図である。
【００１６】
本実施形態に係る液晶パネルにおいて、図２に示すように、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極９と当該画素電極９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ素子３０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Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。
【００１７】
また、走査線３ａがＴＦＴ素子３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ素子３０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ＴＦＴ素子３０を一定期間だけオンすることにより、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。
【００１８】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。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、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と共通電極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。
【００１９】
次に、図３に基づいて、本実施形態に係る液晶パネルの平面構造について説明する。図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（以下、「ＩＴＯ」と略す。）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極９（点線部９ａにより輪郭を示す）がマトリクス状に配列形成されており、画素電極９の縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａ、走査線３ａ及び容量線３ｂが設けられている。本実施形態において、各画素電極９及び各画素電極９を囲むように配設されたデータ線６ａ、走査線３ａ、容量線３ｂ等が形成された領域が画素であり、マトリクス状に配置された各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。
【００２０】
データ線６ａは、ＴＦＴ素子３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール５を介して電気的に接続されており、画素電極９は、半導体層１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線３ａが配置されており、走査線３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。
【００２１】
容量線３ｂは、走査線３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線６ａと交差する箇所からデータ線６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。そして、図３中、右上がりの斜線で示した領域には、複数の第１遮光膜１１ａが設けられている。
【００２２】
次に、図４に基づいて、本実施形態に係る液晶パネルの断面構造について説明する。図４に示すように、本実施形態に係る液晶パネルにおいては、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２０との間に９０°ツイストのＴＮ（ツイステッドネマチック）液晶からなる液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａとその液晶層５０側表面に形成されたＴＦＴ素子３０、画素電極９、配向膜４０を主体として構成されており、対向基板２０はガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体２０Ａとその液晶層５０側表面に形成された共通電極２１と配向膜６０とを主体として構成されている。
【００２３】
ＴＦＴアレイ基板１０において、基板本体１０Ａの液晶層５０側表面には画素電極９が設けられ、各画素電極９に隣接する位置に、各画素電極９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線３ａ、当該走査線３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１ａのチャネル領域１ａ’、走査線３ａと半導体層１ａとを絶縁するゲート絶縁膜２、データ線６ａ、半導体層１ａの低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ、半導体層１ａの高濃度ソース領域１ｄ及び高濃度ドレイン領域１ｅを備えている。
【００２４】
また、上記走査線３ａ上、ゲート絶縁膜２上を含む基板本体１０Ａ上には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール５、及び高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第２層間絶縁膜４が形成されている。つまり、データ線６ａは、第２層間絶縁膜４を貫通するコンタクトホール５を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線６ａ上及び第２層間絶縁膜４上には、高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８が開孔した第３層間絶縁膜７が形成されている。つまり、高濃度ドレイン領域１ｅは、第２層間絶縁膜４及び第３層間絶縁膜７を貫通するコンタクトホール８を介して画素電極９に電気的に接続されている。
【００２５】
また、本液晶パネルでは、ゲート絶縁膜２を走査線３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１ａを延設して第１蓄積容量電極１ｆとし、更にこれらに対向する容量線３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量７０が構成されている。
【００２６】
また、ＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの液晶層５０側表面において、各画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０が形成された領域には、ＴＦＴアレイ基板１０を透過し、ＴＦＴアレイ基板１０の図示下面（ＴＦＴアレイ基板１０と空気との界面）で反射されて、液晶層５０側への戻り光が、少なくとも半導体層１ａのチャネル領域１ａ'及び低濃度ソース、ドレイン領域１ｂ、１ｃに入射するのを防止するための第１遮光膜１１ａが設けられている。また、第１遮光膜１１ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０を構成する半導体層１ａを第１遮光膜１１ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１２が形成されている。さらに、図３に示したように、ＴＦＴアレイ基板１０に第１遮光膜１１ａを設けるのに加えて、コンタクトホール１３を介して第１遮光膜１１ａは、前段あるいは後段の容量線３ｂに電気的に接続するように構成されている。
また、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側最表面、すなわち、画素電極９及び第３層間絶縁膜７上には、液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜４０が形成されている。
【００２７】
他方、対向基板２０には、基板本体２０Ａの液晶層５０側表面であって、データ線６ａ、走査線３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の形成領域に対向する領域、すなわち各画素部の開口領域以外の領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子３０の半導体層１ａのチャネル領域１ａ’や低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃに入射するのを防止するための第２遮光膜２３が設けられている。さらに、第２遮光膜２３が形成された基板本体２０Ａの液晶層５０側には、そのほぼ全面に渡って、ＩＴＯ等からなる共通電極２１が形成され、その液晶層５０側には、この液晶層５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜６０が形成されている。
【００２８】
上記構成を備えた本実施形態の投射型表示装置では、液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのうち、青色光を変調する液晶ライトバルブ１１０Ｂと、その他の液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇとで、液晶層５０に入射する原色光の偏光状態が異ならされている。
図５（ａ）は、液晶ライトバルブ１１０Ｂの断面説明図であり、図５（ｂ）は、液晶ライトバルブ１１０Ｒ、あるいは１１０Ｇの断面説明図であり、これらの図において、符号５１は液晶層５０を構成する液晶分子を示しており、図示左側領域（Ｖoffで示す領域）は、画素電極９と共通電極２１との間に電圧が印加されていない状態の液晶分子５１の配向状態を示し、図示右側領域（Ｖonで示す領域）は、前記両電極９，２１間に印加された電圧により基板垂直方向に液晶分子５１が配向された状態を示している。本実施形態の投射型表示装置では、図５（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ１１０Ｂの液晶層５０に入射する青色光Ｌ_Ｂは、紙面に垂直な直線偏光であり、液晶層５０の原色光入射面（液晶層５０と配向膜４０との当接面）に配置された液晶分子５１ａの配向方向（紙面と平行）とは直交する向きの偏光方向を有する光である。
一方、図５（ｂ）に示すように、液晶ライトバルブ１１０Ｒ，１１０Ｇに入射する赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇは、紙面に平行な直線偏光であり、液晶層５０の原色光入射面（液晶層５０と配向膜４０との当接面）に配置された液晶分子５１ａの配向方向（紙面と平行）と平行の偏光方向を有する光である。
【００２９】
青色光変調用の液晶ライトバルブ１１０Ｂにおいて、入射する青色光Ｌ_Ｂの偏光方向と、液晶分子５１ａの配向方向とが上記配置とされていることで、本実施形態の投射型表示装置では、液晶ライトバルブ１１０Ｂを構成する液晶層５０の光照射による劣化を効果的に防止することを可能にし、もって液晶ライトバルブ１１０Ｂの大幅な長寿命化を実現している。実際に、本発明者が上記本実施形態の投射型表示装置において、光源１０１として図１０に示すような分光分布を有し、強度２５，０００（ｌｍ）の超高圧水銀ランプを用い、液晶ライトバルブ１１０Ｂの寿命試験を行ったところ、３０，０００時間以上の長寿命が得られることが確認されている。
【００３０】
ここで、図６は、液晶分子の分子構造の一例を示す図である。この図に示すように、液晶分子は、ほぼ一方向に分子が配列された構造を備えており、図示左右方向が液晶分子の長軸方向、図示上下方向が液晶分子の短軸方向とされている。液晶分子は、その長軸方向と短軸方向とで様々な特性が異なっており（例えば、屈折率、誘電率、磁化率、粘性、吸光度、導電率など）、液晶表示装置では、これらのうち屈折率異方性と誘電率異方性を利用している。本発明では、このような液晶分子の特性に鑑み、高エネルギー、高強度の青色光を照射される液晶ライトバルブ１１０Ｂの液晶層５０に対して、光入射面に配置された液晶分子５１ａの短軸方向と平行に振動する直線偏光Ｌ_Ｂを入射させるようにすることで、液晶分子による光の吸収を抑え、液晶分子５１の劣化を効果的に防止できるようになっている。
【００３１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す入射光の偏光方向を規定する具体的な手段としては、例えば、液晶パネルの基板本体１０Ａ外面側に、所定方向（図５（ａ）では紙面垂直方向、図５（ｂ）では紙面平行方向）の透過軸を有する偏光板を設ければよく、液晶ライトバルブと光源１０１との間の光路上に偏光変換素子を設けてもよい。また、液晶分子５１ａの配向方向を規定する具体的な手段としては、配向膜４０がポリイミド等の有機材料で構成される場合にはラビング処理の方向により制御する方法を挙げることができ、ＳｉＯ_２等の無機材料で構成される場合には斜方蒸着時の蒸着方向により制御する方法を挙げることができる。すなわち、図５（ａ）に示す構成を実現するに際しては、例えば、基板１０Ａの外面側に紙面と垂直な方向の透過軸を有する偏光板を設け、かつ配向膜４０に対して紙面と平行な方向にラビング処理を施せばよい。
【００３２】
尚、本実施形態の液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂでは、その液晶層５０が、９０°ツイストのＴＮモードの液晶で構成されており、液晶の旋光性を利用して表示を行うようになっている。このような表示モードにおいて、液晶層５０に入射する直線偏光は、光入射面に配置された液晶分子５１ａの長軸方向と平行に振動する光（異常光モード）であっても、短軸方向と平行に振動する光（常光モード）であっても、視角特性に若干の変化を生じる以外は、同様の表示特性を呈する。従って、本実施形態のように、青色光変調用の液晶ライトバルブ１１０Ｂでは常光モードで表示を行い、それ以外の液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇでは異常光モードで表示を行うようにしても、その表示品質に差異を生じることはない。
【００３３】
また、本実施形態では、赤色光、緑色光変調用の液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇでは、図５（ｂ）に示すように、異常光モードを用いて表示を行う構成としたが、これらの液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇにおいて、液晶ライトバルブ１１０Ｂと同様に、液晶層５０の原色光入射面に配置された液晶分子５１ａに対して、その短軸方向と平行に振動する直線偏光を入射させるようにしてもよいのは勿論である。
ただし、本実施形態の如く、液晶ライトバルブ１１０Ｂとそれ以外の液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇの表示モードを異ならせて構成するならば、各液晶ライトバルブ１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの液晶の劣化速度を揃えることができるので、表示画像の色バランスが経時的に変化し難くなり、色バランスの調整を頻繁に行うことなく高品質の表示を長期間に渡り提供できる投射型表示装置とすることができる。
【００３４】
（液晶ライトバルブの寿命試験）
本例では、液晶層の原色光入射面に配置された液晶の配向方向と、液晶層に入射する原色光の偏光方向との配置関係を変えた２種類の液晶パネルを、上記実施形態の投射型表示装置の青色光変調用液晶ライトバルブ１１０Ｂとして用いた場合の液晶パネルの寿命について調査した。
図７及び図８は、液晶ライトバルブ１１０Ｂの寿命試験におけるパネル構成を示す模式図であり、図７は、紙面に平行な液晶分子５１ａに対して、紙面に平行な直線偏光Ｌ_Ｂを入射させる構成（異常光モード）、図８は、紙面に平行な液晶分子５１ａに対して、紙面と垂直な直線偏光Ｌ_Ｂを入射させる構成（常光モード）である。
【００３５】
寿命試験において、投射型表示装置の光源１０１として超高圧水銀ランプを用い、ランプへの供給電力を調整してその光強度を１，０００（ｌｍ）〜５０，０００（ｌｍ）の範囲で種々に変更して、青色光変調用液晶ライトバルブ１１０Ｂの寿命を調査した。尚、液晶ライトバルブの寿命については、白表示の明るさが初期状態の１／２になるまでの時間を計測した。
図７及び図８に示す構成での寿命測定結果を、それぞれ表１、表２に示す。これらに表に併記している「寿命判定」については、寿命が１０，０００時間以上であった条件を「ＯＫ」、１０，０００時間未満であった条件を「ＮＧ」としている。これは、投射型表示装置に限らず民生機器用途では、寿命１０，０００時間が必要とされているためである。
【００３６】
本発明の要件を満たす構成である、図８に示す常光モードの表示では、表２に示すように光源の光強度が２０，０００（ｌｍ）であっても３２，０００時間という長寿命が得られており、光源を５０，０００（ｌｍ）とした場合にも、判定としては「ＮＧ」であるものの、９，０００時間の寿命が得られている。これに対して、図７に示す異常光モード表示とした場合には、表１に示すように、光源強度１０，０００（ｌｍ）で１０，０００時間未満の寿命となっており、液晶ライトバルブ１１０Ｂの劣化が進行しやすいことが分かる。
【００３７】
このように、本発明の要件を満たす構成とするならば、光源強度が１０，０００（ｌｍ）を超えるような強力な光源を用いたとしても、極めて長寿命の投射型表示装置を提供することができる。また、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプ等の強力な光源は、短波長域に強いピークを有するが、本発明の構成によれば、このような分光分布に偏りを有する光源を用いた場合にも、十分に民生機器用途に展開することができ、かつ色再現範囲の広い投射型表示装置を提供することができる。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態の投射型表示装置を示す概略構成図。
【図２】図２は、実施形態に係る液晶パネルの回路構成図。
【図３】図３は、同、平面構成図。
【図４】図４は、同、断面構成図。
【図５】図５（ａ）は、青色光変調用液晶ライトバルブの断面説明図、図５（ｂ）は、赤色光又は緑色光変調用液晶ライトバルブの断面説明図。
【図６】図６は、液晶分子の分子構造の一例を示す図。
【図７】図７は、液晶ライトバルブの寿命試験におけるパネル構成を示す模式図。
【図８】図８は、液晶ライトバルブの寿命試験におけるパネル構成を示す模式図。
【図９】図９は、メタルハライドランプの分光分布を示すグラフ。
【図１０】図１０は、超高圧水銀ランプの分光分布を示すグラフ。
【符号の説明】
１０１光源、１０２〜１０４ダイクロイックミラー（色分離手段）、
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ液晶ライトバルブ、
Ｌ_Ｒ赤色光、Ｌ_Ｇ緑色光、Ｌ_Ｂ青色光（原色光）、
５０液晶層、５１，５１ａ液晶分子、

Claims

光源と、該光源から供給される複数の原色光に対応して設けられた複数の液晶ライトバルブとを備えた投射型表示装置であって、
前記液晶ライトバルブが、略９０°ツイストのＴＮ液晶を含む液晶層を有しており、
前記複数の液晶ライトバルブのうち青色相の原色光に対応する液晶ライトバルブの液晶層において、その原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向が、当該液晶層に入射する原色光の偏光方向と略直交する向きとされており、
前記複数の液晶ライトバルブのうち、前記青色相の原色光以外に対応する液晶ライトバルブの液晶層に入射する原色光の偏光方向と、当該液晶層の原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向とが、略平行に配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
前記光源の強度が１０，０００（ｌｍ）以上であることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
前記光源が、メタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の投射型表示装置。
前記青色相に対応する液晶ライトバルブの液晶層の原色光入射側に偏光板が設けられ、前記偏光板の透過軸が、前記液晶層の原色光入射面に配置された液晶分子の配向方向と略直交する向きに配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。