電子機器
【課題】色再現性が高く、かつ寿命の長い電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを備えた液晶プロジェクタ１１であって、各液晶ライトバルブは、電圧無印加時に傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、各液晶ライトバルブの各液晶材料は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する。
【解決手段】異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを備えた液晶プロジェクタ１１であって、各液晶ライトバルブは、電圧無印加時に傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、各液晶ライトバルブの各液晶材料は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、異なる波長域を有する色光を変調する複数の光変調手段を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する電子機器として、光源光を例えば液晶パネルを用いた光変調装置により変調して画像光とし、この画像光をスクリーン等の画像表示部に投影して表示する投射型表示装置がある。一般に、カラー表示を可能とする投射型表示装置として、Ｒ（赤）色光、Ｇ（緑）色光、及びＢ（青）色光の、異なる波長を有する各光源光を、それぞれ異なる３つの液晶パネルにより変調した後に、合成することでカラー表示を行う、いわゆる３板式の投射型カラー表示装置が知られている。
【０００３】
また、負の誘電率異方性を有する液晶を、電圧無印加時に垂直に配向するように制御する傾斜垂直配向型の液晶パネル（液晶表示装置）が知られている。傾斜垂直配向型の液晶パネルは、液晶分子の長軸と短軸との屈折率の差を利用して、液晶層へ入射した光の透過率を制御するものであるが、入射光の波長に依存して透過率が変化すると言う性質を有する。
【０００４】
このため、傾斜垂直配向型の液晶パネルを、３板式の投射型カラー表示装置のＲＧＢの各色光の光変調装置として用いる場合、それぞれの液晶パネルの印加電圧−透過率特性が異なり、色再現性が低くなる。このような、傾斜垂直配向型の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性をキャンセルする方法として、ＲＧＢの各色光用の液晶パネルについて、それぞれを駆動する液晶駆動用信号の電圧レベルを、ドライバ処理回路において制御することにより、ＲＧＢの各色光用の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を緩和する液晶表示装置が特開平１１−２２３８０８号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平１１−２２３８０８号公報に開示されているように、傾斜垂直配向型の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を、該液晶パネルを駆動する回路により制御する場合、液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を把握した上で、回路からの出力の調整を行わなければならず、調整作業は煩雑であり時間を必要とする。
【０００６】
また、３板式の投射型カラー表示装置は、長時間（数千から数万時間）使用された場合、Ｂ（青）色光を透過する液晶パネルが、他のＲ（赤）色光及びＧ（緑）色光を透過する液晶パネルに比べて、短い時間で透過率が落ちてしまう。これは、Ｂ色光の波長が、他のＲ及びＧ色光よりも短くエネルギーが高いことにより、Ｂ色光を透過する液晶が先に劣化してしまうからである。このため、投射型カラー表示装置の表示の色再現性が低下してしまい、さらには、投射型カラー表示装置の寿命も短くしてしまうと言う問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、色再現性が高く、かつ寿命の長い電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子機器は、異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調手段を備えた電子機器であって、前記複数の光変調手段は、それぞれ互いに対向する一対の基板の間に、負の誘電率異方性を備えて、電圧無印加時に少なくとも一方の前記基板面に対して傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、前記複数の光変調手段の前記液晶材料は、前記変調する前記色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のこのような構成によれば、より高いエネルギーを有する光を変調する光変調手段である液晶ライトバルブの、屈折率異方性Δｎを小さくすることができ、高いエネルギーを有する光を変調する液晶ライトバルブの寿命を長くすることができる。また、屈折率異方性Δｎの値を調整することにより、液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性の波長依存性が解消されるため、色再現性が高く、かつ寿命の長い電子機器を提供することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段の前記液晶材料は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、とした場合に、ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、液晶ライトバルブの液晶材料以外の構成を同一にすることができ、容易に実現することが可能である。
【００１２】
また、本発明は、前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、及び前記液晶層の厚さをｄＲとし、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、及び前記液晶層の厚さをｄＧとし、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、及び前記液晶層の厚さをｄＢとした場合に、ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ、かつ、ｄＲ≦ｄＧ＜ｄＢの関係を満たすことが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、より高いエネルギーを有する光を変調する光変調手段である液晶ライトバルブの液晶層の厚さをより大きくすることで、青色光を変調する液晶ライトバルブの経年変化による劣化をさらに抑えることができる。
【００１４】
また、前記電子機器は、投射型カラー表示装置であることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、経年変化による劣化に起因したカラーバランスの崩れを抑えた投射型カラー表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図１から図５を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態の電子機器である、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。図１は、液晶プロジェクタ１１の光学系の概略構成を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態の液晶プロジェクタ１１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる波長帯域を有する各色光毎に光変調手段である透過型の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂを備えた３板式の投射型カラー表示装置である。液晶プロジェクタ１１は、表示手段であるスクリーン６０の投射面６０ａ上に画像を投射して表示する。なお、下記において、図示しない観察者は、投射面６０ａに投射された画像を、投射面６０ａに対して液晶プロジェクタ１１と同方向から観察する。
【００１９】
液晶プロジェクタ１１の筐体１１ａ内には、投射光学系４０と、照明光学系２０と、色分離合成光学系３０とが配設されている。
【００２０】
照明光学系２０は、光源１５と、２つのフライアイレンズ１６、１７と、偏光変換装置１８とを有する。光源１５は、高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ２０ａと、ランプ２０ａからの光Ｌ（以下、「光源光Ｌ」と称す。）を反射するリフレクタ２０ｂとを有する。また、光源光Ｌの照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂにおいて均一化させるために、２つのフライアイレンズ１６、１７が設けられている。各フライアイレンズ１６、１７は、二次元に配置された複数個のレンズによってそれぞれ構成されている。こうして、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂは、光源光Ｌでフライアイレンズ１６、１７によって均一な照度で照明されるようになっている。また、偏光変換装置１８は、フライアイレンズ１７側に設けられた図示しない偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称す。）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する図示しない１／２波長板とを有し、光源光Ｌの光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるものである。
【００２１】
色分離合成光学系３０は、２つのダイクロイックミラー２１、２２と、３つの反射ミラー２３、２４、２５と、３つのリレーレンズ２６、２７、２８と、３つの液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２９とを有する。
【００２２】
ダイクロイックミラー２１、２２は、例えばガラス基板に所定の波長選択性を持つ誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー２１は、光源光Ｌのうちの赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧと青色光ＬＢを反射するようになっている。また、ダイクロイックミラー２２は、ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光ＬＧと青色光ＬＢのうち、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過するようになっている。
【００２３】
これにより、色分離合成光学系３０では、照明光学系２０から入射する光源光Ｌのうち、赤色光ＬＲは、ダイクロイックミラー２１を透過した後、反射ミラー２３で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２で反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。青色光ＬＢは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２を透過し、３つのリレーレンズ２６〜２８と２つの反射ミラー２４、２５からなるリレー系を経て、青色光用の液晶ライトバルブ１４Ｂに入射される。
【００２４】
光変調装置としての液晶ライトバルブ１２Ｒ〜１４Ｂは、本実施形態では、アクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブでそれぞれ構成されており、画像信号に基づいて駆動回路によりそれぞれ駆動されるようになっている。液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、それぞれの色に対応する画像を表示する。これにより、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを、それぞれ通過する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢが変調される。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム２９は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、十字状に直交する２つのミラー面の一方には、赤色光ＬＲを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜が、その他方には、青色光ＬＢを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜がそれぞれ形成されている。そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光が、クロスダイクロイックプリズム２９によって合成されてカラー画像を表わす光ＩＬが形成される。本実施形態の液晶プロジェクタ１１においては、光ＩＬは、色分離合成光学系３０のクロスダイクロイックプリズム２９から投射光学系４０に向かって出射される。
【００２６】
投射光学系４０は、光学レンズを備えた投射手段である投射レンズ４２を有する。色分離合成光学系３０により形成されたカラー画像を表す光ＩＬは、投射レンズ４２を介して、スクリーン６０の投射面６０ａ上に拡大されて投射される。
【００２７】
以下に、本実施形態の液晶装置である、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの構成について以下に説明する。図２は、液晶装置の電圧無印加状態における要部を概略的に示す断面模式図である。
【００２８】
液晶装置１００は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイ基板１０１及び対向基板１０２のガラス又は石英等の透明な一対の基板間に、液晶層１０３が挟持されてなる。
ＴＦＴアレイ基板１０１の液晶層１０３側には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明導電層である画素電極１０４が形成されている。さらに画素電極１０４上には、垂直配向膜１０５が設けられている。垂直配向膜１０５は、ポリイミド等の有機材料もしくは、酸化シリコン、酸化チタン等からなる無機材料により構成されている。
【００２９】
一方、対向基板１０２は、図示しないスペーサ及びシール材を介してＴＦＴアレイ基板１０１に対し、平行に所定の間隔で配設されている。対向基板１０２の液晶層１０３側には、ＩＴＯからなる透明導電層である対向電極１０６が形成されており、さらにその上に垂直配向膜１０７が設けられている。
【００３０】
また、ＴＦＴアレイ基板１０１及び対向基板１０２の液晶層１０３とは反対側には、それぞれ偏光板１０８及び１０９が配設されている。偏光板１０８及び１０９の配置は、クロスニコル配置とされている。
【００３１】
そして、液晶層１０３が、ＴＦＴアレイ基板１０１と、対向基板１０２との間であり図示しないシール材により囲まれた領域内に注入され封止されている。このとき、液晶層の厚さ（以下、セルギャップと称する）はｄ［ｎｍ］である。液晶層１０３に用いられる液晶材料である液晶分子１０３ａは、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有する。ここで、誘電率異方性Δεとは、液晶分子１０３ａの分子軸（長軸）方向の誘電率（ε‖）と、分子軸に垂直（短軸）方向の誘電率（ε⊥）との差（Δε＝（ε‖）−（ε⊥））を表す。また、液晶分子１０３ａは、所定の屈折率異方性Δｎを有する。屈折率異方性Δｎは、液晶分子１０３ａの分子軸（長軸）方向の屈折率（ｎ‖）と、分子軸に垂直（短軸）方向の屈折率（ｎ⊥）との差（Δｎ＝（ｎ‖）−（ｎ⊥））を表す。
【００３２】
図２に示すように、画素電極１０４と対向電極１０６との間に電圧が印加されていない状態（電圧無印加状態）においては、垂直配向膜１０５及び１０７による規制力により、液晶層１０３の液晶分子１０３ａは、液晶分子１０３ａの長軸方向が、ＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の法線方向に対して揃うように略傾斜して配向する。液晶分子１０３ａは、電圧無印加状態において、基板面であるＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の表面の法線に対して、液晶分子１０３ａの長軸が所定のプレチルト角θｐ（例えば１〜１０度程度）だけ傾斜して配向する。なお、本実施形態では、図２に示すように、電圧無印加状態において、液晶分子の長軸方向が、対向する一対の基板の表面（基板面）の法線方向に対して揃うように配向する形態を、傾斜垂直配向と称する（一般には垂直配向とも称する）。
【００３３】
液晶層１０３に用いられる液晶は負の誘電率異方性を有するため、液晶層１０３の液晶分子１０３ａは、画素電極１０４と対向電極１０６との間の電位差に応じて、その長軸方向が、ＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の表面に略平行となるように傾倒する。
【００３４】
上述の構成を有する本実施形態の液晶装置１００は、液晶分子１０３ａの長軸方向と短軸方向との屈折率の差、つまり複屈折現象を利用して、液晶層１０３へ入射した光の透過率を制御するものである。
【００３５】
液晶層１０３に電圧が印加されていない場合、互いに直交する偏光方向を備えた偏光板１０８及び１０９の一方を通過して液晶層１０３へ入射した直線偏光光は、液晶層１０３による複屈折を受けず、他方の偏光板から出射されることがない。一方、液晶層１０３に電圧が印加されている場合、互いに直交する偏光方向を備えた偏光板１０８及び１０９の一方を通過して液晶層１０３へ入射した直線偏光光は、液晶層１０３の傾斜角に応じた複屈折により楕円偏光、もしくは円偏光とされ、他方の偏光板から出射される。
【００３６】
このように、本実施形態の液晶装置１００は、液晶層１０３への印加電圧を複数の各画素毎に制御することで、各画素の透過率を変化させ、液晶装置１００を透過する光の変調を行うのである。液晶装置１００の透過率は、液晶層１０３の複屈折量により決定され、これは、屈折率異方性Δｎとセルギャップｄの積であるリタデーション値Δｎ・ｄにより決定されるものである。
【００３７】
本実施形態の液晶プロジェクタ１１に具備される液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、上述の液晶装置１００と同様の構成を有するものであるが、液晶層の屈折率異方性Δｎの値がそれぞれ異なる。以下に、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの構成の詳細について説明する。
【００３８】
まず、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、それぞれ共通のセルギャップｄ、プレチルト角θｐ、誘電率異方性Δεを有し、それぞれの値は、ｄ＝３０００［ｎｍ］、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０である。
【００３９】
そして、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、それぞれ異なる屈折率異方性Δｎｘ（以下、ｘにはＲ・Ｇ・Ｂのいずれかが当てはめられ、それぞれ赤・緑・青の各色光用の液晶ライトバルブについてを表すものとする）を有している。
【００４０】
赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒの液晶層は、ΔｎＲ＝０．１７であり、緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇの液晶層は、ΔｎＧ＝０．１５であり、青色光用の液晶ライトバルブ１４Ｂの液晶層は、ΔｎＢ＝０．１０である。
【００４１】
すなわち、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成されている。本実施形態のように液晶材料の成分を調整することによって、液晶材料の屈折率異方性Δｎの値を異ならせることが可能であることは公知の技術であり、所望の屈折率異方性Δｎを有する液晶材料を液晶材料メーカから購入することが可能である。
【００４２】
本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層の、それぞれ液晶材料の屈折率異方性Δｎは、以下に説明するように、液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係（印加電圧−透過率特性）が、３つとも近いものとなるように決定されたものである。
【００４３】
以上のように構成された液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂについて、液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係（印加電圧−透過率特性）を図３にグラフとして示す。図３において、横軸が印加電圧［Ｖ］であり、縦軸が画素の透過率［％］である。また、図３において、赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒ、緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇ及び緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇの、それぞれの印加電圧−透過率特性を曲線ＴＲ、ＴＧ及びＴＢで示している。
【００４４】
図３に示すように、液晶ライトバルブ１２Ｒ及び１３Ｇの印加電圧−透過率特性曲線ＴＲ及びＴＧは、全域においてほぼ一致している。また、液晶ライトバルブ１４Ｂの印加電圧−透過率特性曲線ＴＢは、０［Ｖ］から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまでは、他の曲線ＴＲ及びＴＧとほぼ一致しており、印加電圧がＶＰ以上で、他の曲線ＴＲ及びＴＧよりも透過率が低くなる傾向となる。
【００４５】
ここで、比較例として図４に、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層の屈折率異方性Δｎを全て同一のΔｎｃとした場合の、各波長の入射光に対する印加電圧−透過率特性を図４にグラフとして示す。このとき、各液晶ライトバルブの特性値は、ｄ＝３０００［ｎｍ］、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０、Δｎｃ＝０．１５である。言い換えれば、図４は、従来のように、赤・緑・青の異なる波長帯域の各色光について、全て同一の液晶ライトバルブを用いた場合の、各波長毎の印加電圧−透過率特性を示したものである。図４において、赤・緑・青の各色光について、それぞれの印加電圧−透過率特性を曲線ＴＲ１、ＴＧ１及びＴＢ１で示している。
【００４６】
図４に示すように、比較例では、赤色光についての曲線ＴＲ１の印加電圧に対する透過率の立ち上がりが最も緩やかであり、青色光についての曲線ＴＢ１の立ち上がりが最も急峻である。このため、赤・緑・青の各色光の、それぞれの最大の透過率が得られる印加電圧は、大きく異なり、青色光についてはおよそ２．４［Ｖ］であるのに対し、赤色光については５［Ｖ］以上となってしまっている。
【００４７】
上述のように、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを具備した液晶プロジェクタ１１は、電圧無印加状態から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまでの、印加電圧−透過率特性をほぼ一致させることができる。すなわち、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの印加電圧−透過率特性の波長依存性が解消される。このため、本実施形態によれば、従来のように異なる波長帯域を有する色光を変調する各液晶ライトバルブについて、それぞれの印加電圧−透過率特性に合わせた出力特性を有する回路を個別に用いる必要がない。また、本実施形態によれば、各液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性がほぼ一致しているため、各液晶ライトバルブを駆動する回路の出力の調整作業が容易もしくは不要となる。このため、本実施形態によれば、液晶プロジェクタ１１の各液晶ライトバルブを駆動する回路の構成を簡素化し、さらに調整が容易となるという効果を有する。
【００４８】
また、従来、Ｒ（赤）色光、Ｇ（緑）色光、及びＢ（青）色光用に、全て同じ構成、及び同じ液晶材料を用いた液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタが長時間使用された場合、より波長が短くエネルギーの高いＢ（青）色光を透過する液晶ライトバルブの液晶材料が他より早く劣化してしまうと言う問題があった。
【００４９】
ここで、図５に、液晶プロジェクタの使用時間と、各液晶ライトバルブの透過率の変化を模式的に示す。図５において、縦軸は各色光用の液晶ライトバルブの最大透過率ＴＰを示し、横軸は液晶プロジェクタの使用時間を示す。図５中、ＴＰＲが赤色光、ＴＰＧが緑色光、ＴＰＢが青色光の最大透過率の変化を示している。図５に示すように、従来、全て同じ液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタでは、Ｂ（青）色光用の液晶ライトバルブの液晶材料が他より早く劣化することに起因して、使用時間が長くなるほどＢ（青）色光の透過率ＴＰＢが他に比べて著しく低下してしまい、カラーバランスに狂いが生じてしまう。
【００５０】
しかしながら、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成されている。一般に、液晶材料は、屈折率異方性Δｎの値が小さいほど光の吸収量が小さいため、光により劣化しにくくなる。このため、本実施形態の液晶ライトバルブ１４Ｂは、最も劣化しにくい液晶材料を有し、従来に比べて寿命を長くすることができる。よって、本実施形態によれば、長期間の使用にわたりカラーバランスが狂うことなく、色再現性が低下しない電子機器である液晶プロジェクタを実現することができるのである。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施形態の各液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を表すグラフである。第２の実施形態の液晶プロジェクタは、第１の実施形態の液晶プロジェクタ１１の構成に対し、各液晶ライトバルブの構成のみが異なる。よって、以下ではこの相違点のみを説明するものとし、また、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
【００５２】
本実施形態の液晶プロジェクタに具備されるＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブは、液晶層のセルギャップｄ及び屈折率異方性Δｎの値がそれぞれ異なる。以下に、液晶ライトバルブの構成の詳細について説明する。
【００５３】
まず、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブは、それぞれ共通のプレチルト角θｐ、誘電率異方性Δεを有し、それぞれの値は、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０である。
【００５４】
そして、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブの各液晶層は、それぞれ異なる屈折率異方性Δｎｘ（以下、ｘにはＲ・Ｇ・Ｂのいずれかが当てはめられ、それぞれ赤・緑・青の各色光用の液晶ライトバルブについてを表すものとする）を有している。
【００５５】
赤色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＲ＝０．１７であり、緑色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＧ＝０．１５であり、青色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＢ＝０．０８６である。
【００５６】
また、赤色光用及び緑色光用の液晶ライトバルブのセルギャップはともにｄＲ＝３０００［ｎｍ］であり、青色光用の液晶ライトバルブのセルギャップはｄＢ＝３５００［ｎｍ］である。
【００５７】
すなわち、本実施形態では、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成され、さらに、青色光用の液晶ライトバルブのセルギャップｄＢが他に比べて大きく設定されている。
【００５８】
図６に示すように、以上のように構成されたＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブによれば、各印加電圧−透過率特性曲線ＴＲ２、ＴＧ２及びＴＢ２を、０［Ｖ］から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまで、ほぼ一致させることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態によれば、第１の実施形態に比べ、青色光用の液晶ライトバルブの屈折率異方性Δｎがさらに小さく、また、液晶層の厚さであるセルギャップが大きい。セルギャップが大きいほど、液晶材料は光による劣化の進行度合いが遅くなるため、本実施形態の青色光用の液晶ライトバルブは、第１の実施形態よりもさらに光に対する耐久性が高くなる。したがって本実施形態によれば、より長期間の使用にわたりカラーバランスが狂うことがなく、色再現性が低下しない液晶プロジェクタを実現することができるのである。
【００６０】
なお、上述の実施形態では、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブについて、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有する液晶材料を使用しているが、例えば、赤色及び緑色光用の液晶ライトバルブについては同一の構成のものを用い、特に劣化しやすい青色光用の液晶ライトバルブにのみ、小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料を使用する構成であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態の電子機器である液晶プロジェクタは、観察者側からスクリーンに画像を投射して表示する、所謂フロント型の投射型表示装置であるが、本実施形態の液晶プロジェクタは、スクリーンの観察者とは反対側からスクリーンに画像を投射して表示する所謂リア型の投射型表示装置であってもよい。
【００６２】
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電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】液晶プロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図である。
【図２】液晶装置の電圧無印加状態における要部を概略的に示す断面模式図である。
【図３】液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係を示すグラフである。
【図４】従来の液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図５】液晶プロジェクタの使用時間と、各液晶ライトバルブの透過率の変化を模式的に示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１１ 液晶プロジェクタ、 １１ａ 筐体、 １２Ｒ 赤色光用液晶ライトバルブ、 １３Ｇ 緑色光用液晶ライトバルブ、 １４Ｂ 青色光用液晶ライトバルブ、 ２０ 照明光学系、 ３０ 色分離合成光学系、 ４０ 投射光学系、 ６０ スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、異なる波長域を有する色光を変調する複数の光変調手段を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示する電子機器として、光源光を例えば液晶パネルを用いた光変調装置により変調して画像光とし、この画像光をスクリーン等の画像表示部に投影して表示する投射型表示装置がある。一般に、カラー表示を可能とする投射型表示装置として、Ｒ（赤）色光、Ｇ（緑）色光、及びＢ（青）色光の、異なる波長を有する各光源光を、それぞれ異なる３つの液晶パネルにより変調した後に、合成することでカラー表示を行う、いわゆる３板式の投射型カラー表示装置が知られている。
【０００３】
また、負の誘電率異方性を有する液晶を、電圧無印加時に垂直に配向するように制御する傾斜垂直配向型の液晶パネル（液晶表示装置）が知られている。傾斜垂直配向型の液晶パネルは、液晶分子の長軸と短軸との屈折率の差を利用して、液晶層へ入射した光の透過率を制御するものであるが、入射光の波長に依存して透過率が変化すると言う性質を有する。
【０００４】
このため、傾斜垂直配向型の液晶パネルを、３板式の投射型カラー表示装置のＲＧＢの各色光の光変調装置として用いる場合、それぞれの液晶パネルの印加電圧−透過率特性が異なり、色再現性が低くなる。このような、傾斜垂直配向型の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性をキャンセルする方法として、ＲＧＢの各色光用の液晶パネルについて、それぞれを駆動する液晶駆動用信号の電圧レベルを、ドライバ処理回路において制御することにより、ＲＧＢの各色光用の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を緩和する液晶表示装置が特開平１１−２２３８０８号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平１１−２２３８０８号公報に開示されているように、傾斜垂直配向型の液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を、該液晶パネルを駆動する回路により制御する場合、液晶パネルの印加電圧−透過率特性の波長依存性を把握した上で、回路からの出力の調整を行わなければならず、調整作業は煩雑であり時間を必要とする。
【０００６】
また、３板式の投射型カラー表示装置は、長時間（数千から数万時間）使用された場合、Ｂ（青）色光を透過する液晶パネルが、他のＲ（赤）色光及びＧ（緑）色光を透過する液晶パネルに比べて、短い時間で透過率が落ちてしまう。これは、Ｂ色光の波長が、他のＲ及びＧ色光よりも短くエネルギーが高いことにより、Ｂ色光を透過する液晶が先に劣化してしまうからである。このため、投射型カラー表示装置の表示の色再現性が低下してしまい、さらには、投射型カラー表示装置の寿命も短くしてしまうと言う問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、色再現性が高く、かつ寿命の長い電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子機器は、異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調手段を備えた電子機器であって、前記複数の光変調手段は、それぞれ互いに対向する一対の基板の間に、負の誘電率異方性を備えて、電圧無印加時に少なくとも一方の前記基板面に対して傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、前記複数の光変調手段の前記液晶材料は、前記変調する前記色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のこのような構成によれば、より高いエネルギーを有する光を変調する光変調手段である液晶ライトバルブの、屈折率異方性Δｎを小さくすることができ、高いエネルギーを有する光を変調する液晶ライトバルブの寿命を長くすることができる。また、屈折率異方性Δｎの値を調整することにより、液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性の波長依存性が解消されるため、色再現性が高く、かつ寿命の長い電子機器を提供することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段の前記液晶材料は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、とした場合に、ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢの関係を満たすことが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、液晶ライトバルブの液晶材料以外の構成を同一にすることができ、容易に実現することが可能である。
【００１２】
また、本発明は、前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、及び前記液晶層の厚さをｄＲとし、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、及び前記液晶層の厚さをｄＧとし、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、及び前記液晶層の厚さをｄＢとした場合に、ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ、かつ、ｄＲ≦ｄＧ＜ｄＢの関係を満たすことが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、より高いエネルギーを有する光を変調する光変調手段である液晶ライトバルブの液晶層の厚さをより大きくすることで、青色光を変調する液晶ライトバルブの経年変化による劣化をさらに抑えることができる。
【００１４】
また、前記電子機器は、投射型カラー表示装置であることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、経年変化による劣化に起因したカラーバランスの崩れを抑えた投射型カラー表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図１から図５を参照して説明する。
【００１７】
本実施形態の電子機器である、投射型カラー表示装置の一例たる液晶プロジェクタ１１について、その全体構成、特に光学的な構成について説明する。図１は、液晶プロジェクタ１１の光学系の概略構成を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態の液晶プロジェクタ１１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる波長帯域を有する各色光毎に光変調手段である透過型の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂを備えた３板式の投射型カラー表示装置である。液晶プロジェクタ１１は、表示手段であるスクリーン６０の投射面６０ａ上に画像を投射して表示する。なお、下記において、図示しない観察者は、投射面６０ａに投射された画像を、投射面６０ａに対して液晶プロジェクタ１１と同方向から観察する。
【００１９】
液晶プロジェクタ１１の筐体１１ａ内には、投射光学系４０と、照明光学系２０と、色分離合成光学系３０とが配設されている。
【００２０】
照明光学系２０は、光源１５と、２つのフライアイレンズ１６、１７と、偏光変換装置１８とを有する。光源１５は、高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ２０ａと、ランプ２０ａからの光Ｌ（以下、「光源光Ｌ」と称す。）を反射するリフレクタ２０ｂとを有する。また、光源光Ｌの照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂにおいて均一化させるために、２つのフライアイレンズ１６、１７が設けられている。各フライアイレンズ１６、１７は、二次元に配置された複数個のレンズによってそれぞれ構成されている。こうして、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂは、光源光Ｌでフライアイレンズ１６、１７によって均一な照度で照明されるようになっている。また、偏光変換装置１８は、フライアイレンズ１７側に設けられた図示しない偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称す。）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する図示しない１／２波長板とを有し、光源光Ｌの光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるものである。
【００２１】
色分離合成光学系３０は、２つのダイクロイックミラー２１、２２と、３つの反射ミラー２３、２４、２５と、３つのリレーレンズ２６、２７、２８と、３つの液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ、１４Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２９とを有する。
【００２２】
ダイクロイックミラー２１、２２は、例えばガラス基板に所定の波長選択性を持つ誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー２１は、光源光Ｌのうちの赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧと青色光ＬＢを反射するようになっている。また、ダイクロイックミラー２２は、ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光ＬＧと青色光ＬＢのうち、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過するようになっている。
【００２３】
これにより、色分離合成光学系３０では、照明光学系２０から入射する光源光Ｌのうち、赤色光ＬＲは、ダイクロイックミラー２１を透過した後、反射ミラー２３で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２で反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒに入射される。青色光ＬＢは、ダイクロイックミラー２１で反射された後、ダイクロイックミラー２２を透過し、３つのリレーレンズ２６〜２８と２つの反射ミラー２４、２５からなるリレー系を経て、青色光用の液晶ライトバルブ１４Ｂに入射される。
【００２４】
光変調装置としての液晶ライトバルブ１２Ｒ〜１４Ｂは、本実施形態では、アクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブでそれぞれ構成されており、画像信号に基づいて駆動回路によりそれぞれ駆動されるようになっている。液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、それぞれの色に対応する画像を表示する。これにより、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを、それぞれ通過する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢが変調される。
【００２５】
クロスダイクロイックプリズム２９は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、十字状に直交する２つのミラー面の一方には、赤色光ＬＲを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜が、その他方には、青色光ＬＢを反射するとともに緑色光ＬＧを透過する誘電体多層膜がそれぞれ形成されている。そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光が、クロスダイクロイックプリズム２９によって合成されてカラー画像を表わす光ＩＬが形成される。本実施形態の液晶プロジェクタ１１においては、光ＩＬは、色分離合成光学系３０のクロスダイクロイックプリズム２９から投射光学系４０に向かって出射される。
【００２６】
投射光学系４０は、光学レンズを備えた投射手段である投射レンズ４２を有する。色分離合成光学系３０により形成されたカラー画像を表す光ＩＬは、投射レンズ４２を介して、スクリーン６０の投射面６０ａ上に拡大されて投射される。
【００２７】
以下に、本実施形態の液晶装置である、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの構成について以下に説明する。図２は、液晶装置の電圧無印加状態における要部を概略的に示す断面模式図である。
【００２８】
液晶装置１００は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アレイ基板１０１及び対向基板１０２のガラス又は石英等の透明な一対の基板間に、液晶層１０３が挟持されてなる。
ＴＦＴアレイ基板１０１の液晶層１０３側には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明導電層である画素電極１０４が形成されている。さらに画素電極１０４上には、垂直配向膜１０５が設けられている。垂直配向膜１０５は、ポリイミド等の有機材料もしくは、酸化シリコン、酸化チタン等からなる無機材料により構成されている。
【００２９】
一方、対向基板１０２は、図示しないスペーサ及びシール材を介してＴＦＴアレイ基板１０１に対し、平行に所定の間隔で配設されている。対向基板１０２の液晶層１０３側には、ＩＴＯからなる透明導電層である対向電極１０６が形成されており、さらにその上に垂直配向膜１０７が設けられている。
【００３０】
また、ＴＦＴアレイ基板１０１及び対向基板１０２の液晶層１０３とは反対側には、それぞれ偏光板１０８及び１０９が配設されている。偏光板１０８及び１０９の配置は、クロスニコル配置とされている。
【００３１】
そして、液晶層１０３が、ＴＦＴアレイ基板１０１と、対向基板１０２との間であり図示しないシール材により囲まれた領域内に注入され封止されている。このとき、液晶層の厚さ（以下、セルギャップと称する）はｄ［ｎｍ］である。液晶層１０３に用いられる液晶材料である液晶分子１０３ａは、負の誘電率異方性（Δε＜０）を有する。ここで、誘電率異方性Δεとは、液晶分子１０３ａの分子軸（長軸）方向の誘電率（ε‖）と、分子軸に垂直（短軸）方向の誘電率（ε⊥）との差（Δε＝（ε‖）−（ε⊥））を表す。また、液晶分子１０３ａは、所定の屈折率異方性Δｎを有する。屈折率異方性Δｎは、液晶分子１０３ａの分子軸（長軸）方向の屈折率（ｎ‖）と、分子軸に垂直（短軸）方向の屈折率（ｎ⊥）との差（Δｎ＝（ｎ‖）−（ｎ⊥））を表す。
【００３２】
図２に示すように、画素電極１０４と対向電極１０６との間に電圧が印加されていない状態（電圧無印加状態）においては、垂直配向膜１０５及び１０７による規制力により、液晶層１０３の液晶分子１０３ａは、液晶分子１０３ａの長軸方向が、ＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の法線方向に対して揃うように略傾斜して配向する。液晶分子１０３ａは、電圧無印加状態において、基板面であるＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の表面の法線に対して、液晶分子１０３ａの長軸が所定のプレチルト角θｐ（例えば１〜１０度程度）だけ傾斜して配向する。なお、本実施形態では、図２に示すように、電圧無印加状態において、液晶分子の長軸方向が、対向する一対の基板の表面（基板面）の法線方向に対して揃うように配向する形態を、傾斜垂直配向と称する（一般には垂直配向とも称する）。
【００３３】
液晶層１０３に用いられる液晶は負の誘電率異方性を有するため、液晶層１０３の液晶分子１０３ａは、画素電極１０４と対向電極１０６との間の電位差に応じて、その長軸方向が、ＴＦＴアレイ基板１０１及び、対向基板１０２の表面に略平行となるように傾倒する。
【００３４】
上述の構成を有する本実施形態の液晶装置１００は、液晶分子１０３ａの長軸方向と短軸方向との屈折率の差、つまり複屈折現象を利用して、液晶層１０３へ入射した光の透過率を制御するものである。
【００３５】
液晶層１０３に電圧が印加されていない場合、互いに直交する偏光方向を備えた偏光板１０８及び１０９の一方を通過して液晶層１０３へ入射した直線偏光光は、液晶層１０３による複屈折を受けず、他方の偏光板から出射されることがない。一方、液晶層１０３に電圧が印加されている場合、互いに直交する偏光方向を備えた偏光板１０８及び１０９の一方を通過して液晶層１０３へ入射した直線偏光光は、液晶層１０３の傾斜角に応じた複屈折により楕円偏光、もしくは円偏光とされ、他方の偏光板から出射される。
【００３６】
このように、本実施形態の液晶装置１００は、液晶層１０３への印加電圧を複数の各画素毎に制御することで、各画素の透過率を変化させ、液晶装置１００を透過する光の変調を行うのである。液晶装置１００の透過率は、液晶層１０３の複屈折量により決定され、これは、屈折率異方性Δｎとセルギャップｄの積であるリタデーション値Δｎ・ｄにより決定されるものである。
【００３７】
本実施形態の液晶プロジェクタ１１に具備される液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、上述の液晶装置１００と同様の構成を有するものであるが、液晶層の屈折率異方性Δｎの値がそれぞれ異なる。以下に、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの構成の詳細について説明する。
【００３８】
まず、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂは、それぞれ共通のセルギャップｄ、プレチルト角θｐ、誘電率異方性Δεを有し、それぞれの値は、ｄ＝３０００［ｎｍ］、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０である。
【００３９】
そして、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、それぞれ異なる屈折率異方性Δｎｘ（以下、ｘにはＲ・Ｇ・Ｂのいずれかが当てはめられ、それぞれ赤・緑・青の各色光用の液晶ライトバルブについてを表すものとする）を有している。
【００４０】
赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒの液晶層は、ΔｎＲ＝０．１７であり、緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇの液晶層は、ΔｎＧ＝０．１５であり、青色光用の液晶ライトバルブ１４Ｂの液晶層は、ΔｎＢ＝０．１０である。
【００４１】
すなわち、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成されている。本実施形態のように液晶材料の成分を調整することによって、液晶材料の屈折率異方性Δｎの値を異ならせることが可能であることは公知の技術であり、所望の屈折率異方性Δｎを有する液晶材料を液晶材料メーカから購入することが可能である。
【００４２】
本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層の、それぞれ液晶材料の屈折率異方性Δｎは、以下に説明するように、液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係（印加電圧−透過率特性）が、３つとも近いものとなるように決定されたものである。
【００４３】
以上のように構成された液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂについて、液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係（印加電圧−透過率特性）を図３にグラフとして示す。図３において、横軸が印加電圧［Ｖ］であり、縦軸が画素の透過率［％］である。また、図３において、赤色光用の液晶ライトバルブ１２Ｒ、緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇ及び緑色光用の液晶ライトバルブ１３Ｇの、それぞれの印加電圧−透過率特性を曲線ＴＲ、ＴＧ及びＴＢで示している。
【００４４】
図３に示すように、液晶ライトバルブ１２Ｒ及び１３Ｇの印加電圧−透過率特性曲線ＴＲ及びＴＧは、全域においてほぼ一致している。また、液晶ライトバルブ１４Ｂの印加電圧−透過率特性曲線ＴＢは、０［Ｖ］から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまでは、他の曲線ＴＲ及びＴＧとほぼ一致しており、印加電圧がＶＰ以上で、他の曲線ＴＲ及びＴＧよりも透過率が低くなる傾向となる。
【００４５】
ここで、比較例として図４に、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層の屈折率異方性Δｎを全て同一のΔｎｃとした場合の、各波長の入射光に対する印加電圧−透過率特性を図４にグラフとして示す。このとき、各液晶ライトバルブの特性値は、ｄ＝３０００［ｎｍ］、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０、Δｎｃ＝０．１５である。言い換えれば、図４は、従来のように、赤・緑・青の異なる波長帯域の各色光について、全て同一の液晶ライトバルブを用いた場合の、各波長毎の印加電圧−透過率特性を示したものである。図４において、赤・緑・青の各色光について、それぞれの印加電圧−透過率特性を曲線ＴＲ１、ＴＧ１及びＴＢ１で示している。
【００４６】
図４に示すように、比較例では、赤色光についての曲線ＴＲ１の印加電圧に対する透過率の立ち上がりが最も緩やかであり、青色光についての曲線ＴＢ１の立ち上がりが最も急峻である。このため、赤・緑・青の各色光の、それぞれの最大の透過率が得られる印加電圧は、大きく異なり、青色光についてはおよそ２．４［Ｖ］であるのに対し、赤色光については５［Ｖ］以上となってしまっている。
【００４７】
上述のように、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂを具備した液晶プロジェクタ１１は、電圧無印加状態から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまでの、印加電圧−透過率特性をほぼ一致させることができる。すなわち、液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの印加電圧−透過率特性の波長依存性が解消される。このため、本実施形態によれば、従来のように異なる波長帯域を有する色光を変調する各液晶ライトバルブについて、それぞれの印加電圧−透過率特性に合わせた出力特性を有する回路を個別に用いる必要がない。また、本実施形態によれば、各液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性がほぼ一致しているため、各液晶ライトバルブを駆動する回路の出力の調整作業が容易もしくは不要となる。このため、本実施形態によれば、液晶プロジェクタ１１の各液晶ライトバルブを駆動する回路の構成を簡素化し、さらに調整が容易となるという効果を有する。
【００４８】
また、従来、Ｒ（赤）色光、Ｇ（緑）色光、及びＢ（青）色光用に、全て同じ構成、及び同じ液晶材料を用いた液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタが長時間使用された場合、より波長が短くエネルギーの高いＢ（青）色光を透過する液晶ライトバルブの液晶材料が他より早く劣化してしまうと言う問題があった。
【００４９】
ここで、図５に、液晶プロジェクタの使用時間と、各液晶ライトバルブの透過率の変化を模式的に示す。図５において、縦軸は各色光用の液晶ライトバルブの最大透過率ＴＰを示し、横軸は液晶プロジェクタの使用時間を示す。図５中、ＴＰＲが赤色光、ＴＰＧが緑色光、ＴＰＢが青色光の最大透過率の変化を示している。図５に示すように、従来、全て同じ液晶ライトバルブを用いた液晶プロジェクタでは、Ｂ（青）色光用の液晶ライトバルブの液晶材料が他より早く劣化することに起因して、使用時間が長くなるほどＢ（青）色光の透過率ＴＰＢが他に比べて著しく低下してしまい、カラーバランスに狂いが生じてしまう。
【００５０】
しかしながら、本実施形態の液晶ライトバルブ１２Ｒ、１３Ｇ及び１４Ｂの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成されている。一般に、液晶材料は、屈折率異方性Δｎの値が小さいほど光の吸収量が小さいため、光により劣化しにくくなる。このため、本実施形態の液晶ライトバルブ１４Ｂは、最も劣化しにくい液晶材料を有し、従来に比べて寿命を長くすることができる。よって、本実施形態によれば、長期間の使用にわたりカラーバランスが狂うことなく、色再現性が低下しない電子機器である液晶プロジェクタを実現することができるのである。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について、図６を参照して説明する。図６は、第２の実施形態の各液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を表すグラフである。第２の実施形態の液晶プロジェクタは、第１の実施形態の液晶プロジェクタ１１の構成に対し、各液晶ライトバルブの構成のみが異なる。よって、以下ではこの相違点のみを説明するものとし、また、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。
【００５２】
本実施形態の液晶プロジェクタに具備されるＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブは、液晶層のセルギャップｄ及び屈折率異方性Δｎの値がそれぞれ異なる。以下に、液晶ライトバルブの構成の詳細について説明する。
【００５３】
まず、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブは、それぞれ共通のプレチルト角θｐ、誘電率異方性Δεを有し、それぞれの値は、θｐ＝８５［°］、Δε＝−５．０である。
【００５４】
そして、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブの各液晶層は、それぞれ異なる屈折率異方性Δｎｘ（以下、ｘにはＲ・Ｇ・Ｂのいずれかが当てはめられ、それぞれ赤・緑・青の各色光用の液晶ライトバルブについてを表すものとする）を有している。
【００５５】
赤色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＲ＝０．１７であり、緑色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＧ＝０．１５であり、青色光用の液晶ライトバルブの液晶層は、ΔｎＢ＝０．０８６である。
【００５６】
また、赤色光用及び緑色光用の液晶ライトバルブのセルギャップはともにｄＲ＝３０００［ｎｍ］であり、青色光用の液晶ライトバルブのセルギャップはｄＢ＝３５００［ｎｍ］である。
【００５７】
すなわち、本実施形態では、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブの各液晶層は、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料により構成され、さらに、青色光用の液晶ライトバルブのセルギャップｄＢが他に比べて大きく設定されている。
【００５８】
図６に示すように、以上のように構成されたＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブによれば、各印加電圧−透過率特性曲線ＴＲ２、ＴＧ２及びＴＢ２を、０［Ｖ］から最大の透過率ＴＰが得られる印加電圧ＶＰまで、ほぼ一致させることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態によれば、第１の実施形態に比べ、青色光用の液晶ライトバルブの屈折率異方性Δｎがさらに小さく、また、液晶層の厚さであるセルギャップが大きい。セルギャップが大きいほど、液晶材料は光による劣化の進行度合いが遅くなるため、本実施形態の青色光用の液晶ライトバルブは、第１の実施形態よりもさらに光に対する耐久性が高くなる。したがって本実施形態によれば、より長期間の使用にわたりカラーバランスが狂うことがなく、色再現性が低下しない液晶プロジェクタを実現することができるのである。
【００６０】
なお、上述の実施形態では、ＲＧＢ各色光用の液晶ライトバルブについて、変調する色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有する液晶材料を使用しているが、例えば、赤色及び緑色光用の液晶ライトバルブについては同一の構成のものを用い、特に劣化しやすい青色光用の液晶ライトバルブにのみ、小さい屈折率異方性Δｎを有する液晶材料を使用する構成であってもよい。
【００６１】
また、本実施形態の電子機器である液晶プロジェクタは、観察者側からスクリーンに画像を投射して表示する、所謂フロント型の投射型表示装置であるが、本実施形態の液晶プロジェクタは、スクリーンの観察者とは反対側からスクリーンに画像を投射して表示する所謂リア型の投射型表示装置であってもよい。
【００６２】
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電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】液晶プロジェクタの光学系の概略構成を示す説明図である。
【図２】液晶装置の電圧無印加状態における要部を概略的に示す断面模式図である。
【図３】液晶層に印加する電圧と、各波長の入射光に対する画素の透過率との関係を示すグラフである。
【図４】従来の液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【図５】液晶プロジェクタの使用時間と、各液晶ライトバルブの透過率の変化を模式的に示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の液晶ライトバルブの印加電圧−透過率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１１ 液晶プロジェクタ、 １１ａ 筐体、 １２Ｒ 赤色光用液晶ライトバルブ、 １３Ｇ 緑色光用液晶ライトバルブ、 １４Ｂ 青色光用液晶ライトバルブ、 ２０ 照明光学系、 ３０ 色分離合成光学系、 ４０ 投射光学系、 ６０ スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調手段を備えた電子機器であって、
前記複数の光変調手段は、それぞれ互いに対向する一対の基板の間に、負の誘電率異方性を備えて、電圧無印加時に少なくとも一方の前記基板面に対して傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、前記複数の光変調手段の前記液晶材料は、前記変調する前記色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、
前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段の前記液晶材料は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、とした場合に、
ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、
前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、及び前記液晶層の厚さをｄＲとし、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、及び前記液晶層の厚さをｄＧとし、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、及び前記液晶層の厚さをｄＢとした場合に、
ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ、かつ、ｄＲ≦ｄＧ＜ｄＢ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子機器は、投射型カラー表示装置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電子機器。
【請求項１】
異なる波長帯域を有する複数種類の色光を、それぞれ画像情報に応じて変調して光学像を形成する複数の光変調手段を備えた電子機器であって、
前記複数の光変調手段は、それぞれ互いに対向する一対の基板の間に、負の誘電率異方性を備えて、電圧無印加時に少なくとも一方の前記基板面に対して傾斜垂直配向する液晶材料からなる液晶層が挟持されなり、前記複数の光変調手段の前記液晶材料は、前記変調する前記色光の波長が短いほど小さい屈折率異方性を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、
前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段の前記液晶材料は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、とした場合に、
ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記複数種類の色光は、赤（Ｒ）色光、緑（Ｇ）色光、及び青（Ｂ）色光であって、
前記３種類の色光をそれぞれ変調する前記光変調手段は、前記赤（Ｒ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＲ、及び前記液晶層の厚さをｄＲとし、前記緑（Ｇ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＧ、及び前記液晶層の厚さをｄＧとし、前記青（Ｂ）色光を変調する前記光変調手段の前記液晶材料の屈折率異方性をΔｎＢ、及び前記液晶層の厚さをｄＢとした場合に、
ΔｎＲ≧ΔｎＧ＞ΔｎＢ、かつ、ｄＲ≦ｄＧ＜ｄＢ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子機器は、投射型カラー表示装置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電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２１２７１７（Ｐ２００７−２１２７１７Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１９９１（Ｐ２００６−３１９９１）
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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