(57)【要約】【課題】広い出射角度範囲を有する光源からの出射光を有効に利用可能な光源ユニット、投射型表示装置、および電子機器を提供すること。【解決手段】光源ユニット２００は、ＬＥＤ光源９０と、ＬＥＤ光源９０からの入射光Ｌを変調する複数の画素を有するライトバルブとしての液晶装置１００と、を備え、液晶装置１００は、複数の画素毎に光の入射側に設けられ、ＬＥＤ光源の光軸に対して傾斜して、入射光を出射方向側に反射させる反射面を有する光反射部２６を備える。【選択図】図６
2014186198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からの入射光を変調する複数の画素を有するライトバルブと、を備え、
前記ライトバルブは、前記複数の画素の各々の前記入射光が入射する側に設けられ、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して傾斜して、前記入射光を出射する側に反射させる反射面を備えることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップと、前記光軸に対して前記ＬＥＤチップからの発光を所定の角度の範囲内に集光させる集光手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記ＬＥＤ光源の前記所定の角度の範囲が前記光軸に対して±θ１（度）であり、前記ライトバルブ内に入射した後の前記入射光の入射角度の範囲が前記光軸に対して±θ２（度）であり、前記反射面と前記光軸とがなす角度がθ３（度）である場合、前記θ１、前記θ２、前記θ３は、次の式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
ｓｉｎθ１＝  １．４６  ×  ｓｉｎθ２
且つ  ０  ＜  ｜±θ２｜＋θ３  ≦  ４６．７６（度）
【請求項４】
前記ＬＥＤ光源の前記所定の角度の範囲は、前記光軸に対して±１５度以上であり、前記反射面と前記光軸とがなす角度は、３１．７６度以下であることを特徴とする請求項３に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記ライトバルブは、前記ＬＥＤ光源からの光の入射側に透光性の基板を有し、
前記反射面は、前記基板の前記入射側に対して出射側の面に開口してＶ字形状を成す溝を構成し、前記複数の画素を前記複数の画素毎に囲う位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
前記ライトバルブから出射された光を投射する、Ｆ値が１．０から１．８の範囲内にある投射光学系とを備えることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項７】
前記投射光学系のＦ値が１．０から１．４の範囲内にあることを特徴とする請求項６に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記ＬＥＤ光源が白色の光源であって、
前記ライトバルブは、前記入射光を赤色光、緑色光、青色光に対応するいずれかの波長範囲の光に変調するフィルターを前記複数の画素毎に有していることを特徴とする請求項６または７に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
赤色光、緑色光、青色光の各波長に対応して設けられた第１から第３の光源ユニットを有し、
前記第１から第３の光源ユニットのうち、少なくとも１つが、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源ユニットであることを特徴とする請求項６または７に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源ユニットを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット、投射型表示装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記投射型表示装置として、例えば、光源と、光源からの入射光を画像情報に基づいて変調する光変調素子（ライトバルブ）と、投射光学系（投射レンズ）とを有する液晶プロジェクターが挙げられる。特に、ビジネスユースの液晶プロジェクターでは、携帯性が求められており、小型化、軽量化、省電力化を図るために、近年、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が採用されている。ＬＥＤは、ＵＨＰ（超高圧水銀灯）やハロゲンランプに比べて、出射光量が少ない。そのために、光源としてＬＥＤを採用する液晶プロジェクターは、ＬＥＤからの出射光を効率よく利用可能とすることが課題となっている。
【０００３】
上記課題を解決するために、ＭＬＡ（マイクロレンズアレイ）を備えたライトバルブとしての液晶装置が知られている（特許文献１）。ＭＬＡは液晶装置の画素毎に配置された極小球面レンズにより入射光を集光し画素開口領域まで到達させるので、入射光を効率よく利用できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のＭＬＡでは、光の出射角度範囲が広い光源、言い換えれば極小球面レンズに入射する光の入射角度範囲が広い光源に対しては十分に集光することが困難である、という問題があった。例えば、ＬＥＤ光源はＵＨＰに比べて広い出射角度範囲を有している。ＭＬＡは所定の入射角度以上で入射した光を画素開口領域に集光させることが困難であった。つまり、広い出射角度範囲を有するＬＥＤ光源とＭＬＡを有するライトバルブとを単純に組み合わせただけでは、光源からの光を十分に画素開口領域に到達させることが困難であった。言い換えれば、広い出射角度範囲を有する光源からの出射光の利用効率をさらに向上させる必要があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る光源ユニットは、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの入射光を変調する複数の画素を有するライトバルブと、を備え、前記ライトバルブは、前記複数の画素の各々の前記入射光が入射する側に設けられ、前記ＬＥＤ光源の光軸に対して傾斜して、前記入射光を出射する側に反射させる反射面を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ＬＥＤ光源の光軸に対して傾斜した反射面により、入射光を出射方向側に反射させるので、従来のＭＬＡ方式では集光が困難であったＬＥＤ光源のような出射角度範囲が広い光であっても、画素開口領域に集光させることができる。従って、ＵＨＰに比べて広い出射角度範囲を有するＬＥＤ光源からの出射光を効率良く利用することが可能な光源ユニットを提供できる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例の光源ユニットにおいて、前記ＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップと、前記光軸に対して前記ＬＥＤチップからの発光を所定の角度の範囲内に集光させる集光手段とを有することが好ましい。
この構成によれば、集光手段によって点光源であるＬＥＤチップからの発光を所定の角度の範囲内に集光させることができるため、ライトバルブに備えられている反射面の傾斜角度との組み合わせにより、より効率よくＬＥＤチップからの出射光を利用することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例の光源ユニットにおいて、前記ＬＥＤ光源の前記所定の角度の範囲が前記光軸に対して±θ１（度）であり、前記ライトバルブ内に入射した後の前記入射光の入射角度の範囲が前記光軸に対して±θ２（度）であり、前記反射面と前記光軸とがなす角度がθ３（度）である場合、前記θ１、前記θ２、前記θ３は、次の式を満たすことが好ましい。
ｓｉｎθ１＝  １．４６  ×  ｓｉｎθ２
且つ  ０  ＜  ｜±θ２｜＋θ３  ≦  ４６．７６（度）
これによれば、ＬＥＤ光源の出射角度の範囲θ１、ライトバルブ内に入射した後の入射角度の範囲θ２、および反射面の傾斜角度θ３を上記の式を満たすように調整することで、反射面に入射した光が全反射されるため、画素開口領域に効率よく集光させることができる。
【００１１】
［適用例４］上記適用例の光源ユニットにおいて、前記ＬＥＤ光源の前記所定の角度の範囲は、前記光軸に対して±１５度以上であり、前記反射面と前記光軸とがなす角度は、３１．７６度以下であっても良い。
これによれば、出射角度±１５度の範囲を有するＬＥＤ光源からの出射光を効率よく画素開口領域に集光させることができる。
【００１２】
［適用例５］上記適用例の光源ユニットにおいて、前記ライトバルブは、前記ＬＥＤ光源からの光の入射側に透光性の基板を有し、前記反射面は、前記基板の前記入射側に対して出射側の面に開口してＶ字形状を成す溝を構成し、前記複数の画素を前記複数の画素ごとに囲う位置に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、従来のＭＬＡ方式では集光が難しかった入射角度範囲が広い光に対しても、Ｖ字形状を成す反射面により反射させ集光させることができる。また、反射面が基板に一体形成され、光反射性を有する部材を用いて反射面を構成しなくても良いので簡素な構成とすることができる。
【００１３】
［適用例６］本適用例に係る投射型表示装置は、上記適用例の光源ユニットと、前記ライトバルブから出射された光を投射する、Ｆ値が１．０から１．８の範囲内にある投射光学系とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、従来のＭＬＡ方式に比べ明るい光量で投射可能な投射型表示装置を提供することができる。
【００１４】
［適用例７］上記適用例の投射型表示装置において、前記投射光学系のＦ値が１．０から１．４の範囲内であっても良い。
これによれば、Ｆ値を１．０から１．４の範囲とすることで、従来のＭＬＡ方式に比べ、さらに明るい光量で投射可能な投射型表示装置を提供することができる。
【００１５】
［適用例８］上記適用例の投射型表示装置において、前記ＬＥＤ光源が白色の光源であって、前記ライトバルブは、前記入射光を赤色光、緑色光、青色光に対応するいずれかの波長に変調するフィルターを前記複数の画素毎に有しているとしても良い。
この構成によれば、ＬＥＤ光源の光量を効率よく利用できる光源ユニットを備えることで、小型化、省電力化、低コスト化が実現され、フルカラーの表示を投射可能な投射型表示装置を提供できる。
【００１６】
［適用例９］上記適用例の投射型表示装置において、赤色光、緑色光、青色光の各波長に対応して設けられた第１から第３の光源ユニットを有し、前記第１から第３の光源ユニットのうち、少なくとも１つが、上記適用例に記載の光源ユニットであるとしても良い。
この構成によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光のうち、少なくとも１つの色光について効率よく利用して投射が可能な投射型表示装置を提供できる。また、Ｒ，Ｇ，ＢのうちＬＥＤ光源に適した波長の色光には上記の光源ユニットを使用し、他の色光は、他の色光を適切に再現可能な例えばレーザー光源など別方式の光源を有する光源ユニットを利用することで、優れた表示品質（投射品質）を有する投射型表示装置を提供することができる。
【００１７】
［適用例１０］本適用例の電子機器は、上記光源ユニットを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ＬＥＤ光源の光量を効率よく液晶装置まで供給させることで、明るい表示品質が実現された電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図２】液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図３】液晶装置における画素の配置を示す概略平面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線で切った概略断面図。
【図５】光反射部と入射光との角度の関係について示す説明図。
【図６】光源ユニットの構成を示す概略図。
【図７】（ａ）は、ＬＥＤ光源の出射光の角度分布を示すグラフ、（ｂ）は、ＵＨＰ光源の出射光の角度分布を示すグラフ。
【図８】（ａ）光反射部による光利用を示す図、（ｂ）ＭＬＡによる光利用を示す図。
【図９】（ａ）は、光反射部による集光分布を示す図、（ｂ）は、ＭＬＡによる集光分布を示す図。
【図１０】投射型表示装置としての３板方式プロジェクターを示す概略図。
【図１１】投射レンズのＦ値におけるＬＥＤ光源の光利用効率を示すグラフ。
【図１２】（ａ）は、単板式プロジェクターの液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は、（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図１３】単板式プロジェクターの構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、または縮小して表示している。
【００２０】
なお、以下の説明において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構造物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２１】
（実施形態１）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態のライトバルブとしての液晶装置について、図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図、図２は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
【００２２】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態のライトバルブとしての液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０および対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基材１０ｓおよび対向基板２０の基材２０ｓは、透明な例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。
【００２３】
本実施形態における基板としての対向基板２０は素子基板１０よりも一回り小さく、両基板は、額縁状に配置されたシール材４０を介して接合され、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５０を構成している。シール材４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００２４】
額縁状に配置されたシール材４０の内側の基材２０ｓ側には、同じく額縁状に遮光膜２１が設けられている。遮光膜２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜２１の内側が表示領域Ｅとなっている。表示領域Ｅには、マトリックス状に画素Ｐが複数配置されている。表示領域Ｅは、表示に寄与する有効な複数の画素Ｐを囲むように配置された複数のダミー画素を含んでいる領域であっても良い。また、対向基板２０（後述する）には、光反射部２６が画素Ｐの四辺に沿って配置されている。
【００２５】
素子基板１０は、外部接続用端子１０４が配列した端子部を有し、端子部に沿う第１辺部とシール材４０との間にデータ線駆動回路１０１が設けられている。また、該第１辺部に対向する第２辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に検査回路１０３が設けられている。さらに、該第１辺部と直交し互いに対向する第３および第４辺部に沿ったシール材４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路１０２が設けられている。該第１辺部と対向する第２辺部のシール材４０と表示領域Ｅとの間には、２つの走査線駆動回路１０２を繋ぐ複数の配線１０５が設けられている。これらデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０２に繋がる配線は、該第１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子１０４に接続されている。
以降、該第１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該第１辺部と直交し互いに対向する第３および第４辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。また、Ｘ方向およびＹ方向と直交する方向をＺ方向として説明する。本実施形態では、Ｚ方向において、光源から発した光Ｌｉが対向基板２０側から液晶装置１００に入射している。以降、光Ｌｉを入射光Ｌｉと呼ぶこととする。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性を有する画素電極１５およびスイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ；Thin  Film  Transistor、以下、ＴＦＴとも称する）３０と、信号配線（図示省略）と、複数の画素電極１５を覆う配向膜１８とが形成されている。
また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射して光リーク電流が流れ、不適切なスイッチング動作となることを防ぐ遮光構造（後述する）が採用されている。
【００２７】
対向基板２０には、液晶層５０側の面に開口してＶ字形状の開口部（溝）を成す反射面を有する光反射部２６が形成されている。また、光反射部２６のさらに液晶層５０側には、遮光膜２１と、これを覆うように成膜された層間絶縁膜２２と、少なくとも表示領域Ｅに亘って層間絶縁膜２２を覆うように設けられた対向電極２３と、対向電極２３を覆う配向膜２４とが設けられている。
【００２８】
光反射部２６は、図１（ａ）に示すように、平面的に画素Ｐの四辺を囲むように格子状に配置されている。また、図１（ｂ）に示すように、対向基板２０において傾斜した光反射部２６によって形成された断面Ｖ字形状の開口部（溝）の内部は中空であって、気体を含む状態あるいは真空（減圧状態）となっている。対向基板２０側から入射した入射光Ｌｉは光反射部２６で反射され液晶層５０を通過することで変調され素子基板１０側から出射される。光反射部２６は、入射光Ｌｉを有効に利用するために対向基板２０に形成されている。なお、光反射部２６の詳細については後述する。
【００２９】
遮光膜２１は、図１（ａ）に示すように平面的にデータ線駆動回路１０１や走査線駆動回路１０２、検査回路１０３と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板２０側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００３０】
層間絶縁膜２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、透光性を有して遮光膜２１を覆うように設けられている。また、層間絶縁膜２２は、遮光膜２１によって対向基板２０上に生ずる凹凸を緩和する平坦化層としても機能している。このような層間絶縁膜２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００３１】
対向電極２３は、例えばＩＴＯなどの透明導電膜からなり、層間絶縁膜２２を覆うと共に、図１（ａ）に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０６により素子基板１０側の配線に電気的に接続されている。
【００３２】
画素電極１５を覆う配向膜１８および対向電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向処理が施されたものが挙げられる。
【００３３】
次に、液晶装置１００の電気的な構成について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、液晶装置１００は、少なくとも表示領域Ｅにおいて互いに絶縁されて直交する信号線としての複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して平行する容量線３ｂとを有する。
【００３４】
走査線３ａとデータ線６ａとにより区分された領域に、画素電極１５と、ＴＦＴ３０と、蓄積容量１６とが設けられ、これらが画素Ｐの変調機能を制御する画素回路を構成している。
【００３５】
走査線３ａはＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続され、データ線６ａはＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。画素電極１５はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。
データ線６ａはデータ線駆動回路１０１（図１参照）に接続されており、データ線駆動回路１０１から供給される画像信号Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎを画素Ｐに供給する。走査線３ａは走査線駆動回路１０２（図１参照）に接続されており、走査線駆動回路１０２から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを画素Ｐに供給する。データ線駆動回路１０１からデータ線６ａに供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線６ａ同士に対してグループごとに供給しても良い。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して、走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
【００３６】
液晶装置１００は、スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号ＳＣ１〜ＳＣｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｄ１〜Ｄｎが所定のタイミングで画素電極１５に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極１５を介して液晶層５０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極１５と液晶層５０を介して対向配置された対向電極２３との間で一定期間保持される。
保持された画像信号Ｄ１〜Ｄｎがリークするのを防止するため、画素電極１５と対向電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１６が接続されている。蓄積容量１６は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００３７】
なお、図１（ａ）に示した検査回路１０３には、データ線６ａが接続されており、液晶装置１００の製造過程において、上記画像信号を検出することで液晶装置１００の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図２の等価回路では検査回路１０３の図示を省略している。また、液晶装置１００は、検査回路１０３以外に、上記画像信号をサンプリングしてデータ線６ａに供給するサンプリング回路、データ線６ａ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供給するプリチャージ回路を含むものとしても良い。
【００３８】
このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光学設計に応じて、光の入射側と出射側とにそれぞれ偏光素子が配置されて用いられる。
【００３９】
次に、画素Ｐの平面的な配置と構造について、図３を参照して説明する。図３は液晶装置における画素の配置を示す概略平面図である。
【００４０】
図３に示すように、液晶装置１００における画素Ｐは、例えば平面的に略四角形（略正方形）の開口領域Ｒ１を有する。開口領域Ｒ１は、Ｘ方向とＹ方向とに延在し格子状に設けられた遮光性の非開口領域Ｒ２により囲まれている。
【００４１】
Ｘ方向に延在する非開口領域Ｒ２には、図２に示した走査線３ａや容量線３ｂが設けられている。走査線３ａは遮光性の導電部材が用いられており、走査線３ａによって非開口領域Ｒ２の少なくとも一部が構成されている。
【００４２】
同じく、Ｙ方向に延在する非開口領域Ｒ２には、図２に示したデータ線６ａが設けられている。データ線６ａも遮光性の導電部材が用いられており、これらによって非開口領域Ｒ２の少なくとも一部が構成されている。
【００４３】
非開口領域Ｒ２の交差部付近には、図２に示したＴＦＴ３０が設けられている。遮光性を有する非開口領域Ｒ２の交差部付近にＴＦＴ３０を設けることにより、ＴＦＴ３０の光誤動作を防止すると共に、表示領域Ｅにおける開口領域Ｒ１が占める割合としての開口率を確保している。
【００４４】
このように構成された液晶装置１００においては、走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、およびＴＦＴ３０の形成領域によって、表示に直接寄与しない格子状の非開口領域Ｒ２が形成されている。非開口領域Ｒ２は互いに交差するＸ方向およびＹ方向に延在し、非開口領域Ｒ２で周りが囲まれた領域が、前述した入射光Ｌｉを画像信号に応じて変調する画素Ｐの開口領域Ｒ１になっている。なお、対向基板２０には、いわゆるブラックマトリックスやブラックストライブと称せられる遮光膜は形成されていない。このため、非開口領域Ｒ２は、走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、およびＴＦＴ３０の形成領域によって規定されている。
【００４５】
＜光反射部＞
次に、図４および図５を参照して光反射部の構造について説明する。図４は、図３のＢ−Ｂ’線で切った概略断面図である。図５は、光反射部と入射光との角度の関係について示す説明図である。なお、図４では、光反射に係る部分を抽出して説明するため、素子基板１０側の配向膜１８などの図示を省略している。また、図４に示される素子基板１０内において、遮光領域１４（斜線部分）は走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、およびＴＦＴ３０が形成され、遮光された領域である。遮光領域１４で囲まれた領域が画素Ｐである。
【００４６】
本実施形態では、対向基板２０には、石英を主材料とした基板である基材２０ｓが用いられている。基材２０ｓには、光反射部２６、層間絶縁膜２２、対向電極２３、および配向膜２４などが形成されている。光反射部２６は、一対の傾斜面２６１、および空気層２６２などから構成され、溝形状を成しているため溝２６３とも称す。なお、傾斜面２６１は、本発明における反射面であり、以降の説明では反射面２６１と称す。また、基材２０ｓから液晶層５０の方向に入射光Ｌｉが入射しており、入射光Ｌｉの光軸を光軸Ｌとしている。光Ｌ１および光Ｌ２は、基材２０ｓに異なる入射角度で入射した光を表している。
【００４７】
図４に示すように、光反射部２６は、基材２０ｓの液晶層５０側の面に開いたＶ字形状をなした溝２６３であり、基材２０ｓを構成する石英に反射面２６１が形成されている。溝２６３の液晶層５０側の開口幅は、液晶層５０を介して対向基板２０に対向する素子基板１０の面に設けられている遮光領域１４の断面の幅と略同じ長さである。対向基板２０の光反射部２６と液晶層５０との間には、前述した層間絶縁膜２２、対向電極２３、および配向膜２４などが設けられており、いずれも透光性を有している。
【００４８】
入射光Ｌｉは、基材２０ｓに入射し、液晶層５０により変調され、素子基板１０側から出射される。開口領域Ｒ１は、素子基板１０に設けられた透光性を有する画素電極１５が配置されている領域であり、液晶層５０によって変調された光を出射可能である。非開口領域Ｒ２は、素子基板１０に設けられた遮光領域１４と略同形状の領域であり、遮光されるため、変調された光が出射されない。光源から出射された光は、異なる角度をなして基材２０ｓに入射する。例えば、図４に示すように基材２０ｓに入射光Ｌｉは、光軸Ｌおよび光軸Ｌと近い角度で入射した光Ｌ１、光Ｌ１よりも大きい角度をなして入射した光Ｌ２などを含む。光Ｌ１は、基材２０ｓに入射したその角度を維持し、液晶層５０と素子基板１０に向かい、基材２０ｓに入射した角度と略同じ角度で開口領域Ｒ１から出射される。光Ｌ２は、基材２０ｓに入射し、石英（屈折率約１．４６）と空気層２６２（屈折率約１．００３）との界面である反射面２６１に向かう。反射面２６１に入射した光Ｌ２は、反射面２６１に対する入射角度により全部または一部が反射される。反射された光Ｌ２は、反射後の角度で液晶層５０と素子基板１０に向かい、反射面２６１で反射した角度と略同じ角度で開口領域Ｒ１から出射される。
なお、基材２０ｓの形成材料は石英に限定されるものではなく、透光性を有するガラス基板などでもよく、光反射部２６のＶ字形状の内側（ここでは空気層２６２）よりも屈折率が大きい材料を用いれば良い。
また、光反射部２６のＶ字形状の内側を空気層２６２としていたいが、これに限定されるものではなく、基材２０ｓを構成する形成材料よりも屈折率が小さければよく、例えば、真空（減圧状態）あるいは窒素などの不活性ガスが充填された構成としても良い。
【００４９】
このように、液晶装置１００においては、光源から角度をなして出射した光Ｌ２が対向基板２０側から入射しても、反射面２６１により光Ｌ２を反射させ、画素Ｐに集光させることができる。よって、光源からの入射光を効率よく利用することができる。
【００５０】
次に、光反射部２６を構成する反射面２６１の傾斜角度をどのように設定するかについて図５を参照して説明する。図５に示すように、ＬＥＤ光源から照射された光軸Ｌとθ１の角度をなした光Ｌ２が、対向基板２０に用いられる基材２０ｓに対し入射している。光Ｌ２は、屈折率として略１．００を有する空気層から屈折率として略１．４６を有す石英からなる基材２０ｓに入射することで、光軸Ｌとθ２の角度をなして反射面２６１に入射する。数式（１）は、θ１とθ２の関係を示した式である。
ｓｉｎθ１＝  １．４６  ×  ｓｉｎθ２  ・・・・（１）
また、光反射部２６の一面である反射面２６１は、光軸Ｌとθ３の角度を有した傾斜した面である。光Ｌ２は、反射面２６１で反射された後、液晶層５０、素子基板１０に向かう。なお、光Ｌ２の反射面２６１に対する入射角度θ２は、光軸Ｌに対し反時計回りを正の角度とし、時計回りを負の角度とし、反射面２６１の傾斜角度は、光軸Ｌとなす角度であるため、すべて正の角度としている。以降、入出射光の角度および反射面２６１の角度について具体的に表現している部分は、特別な記載がない限り、同様な解釈とする。
【００５１】
θ２は、光Ｌ２が対向基板２０の基材２０ｓ内に入射した角度であり、θ３は、反射面２６１の光軸Ｌに対する傾斜角度である。光Ｌ２は、基材２０ｓ内にθ２で入射する。空気層２６２と基材２０ｓとの界面である反射面２６１で光Ｌ２は反射する。この構成において反射面２６１に入射した光Ｌ２が全反射する光Ｌ２の入射角度θ２と反射面２６１の傾斜角度θ３との関係は次の数式（２）を満たす必要がある。
０  ＜  ｜±θ２｜  ＋  θ３  ≦  ４６．７６（度）・・・・（２）
定数の４６．７６（度）は、基材２０ｓの石英と、空気層２６２の空気との屈折率から導き出されている。詳しくは、石英の屈折率は略１．４６、空気は略１．００であるため、両者の値から空気に対する石英の臨界角θ４を次の数式（３）を用いて算出されている。
ｓｉｎ（  臨界角θ４）  ＝  １．００  ÷  １．４６・・・・（３）
臨界角θ４は、およそ４３．２４（度）であることが導き出される。なお、臨界角θ４は、反射面２６１の法線Ｎに対する角度なので、（｜±θ２｜  ＋  θ３）では、以下のように計算される。
（｜±θ２｜  ＋  θ３）は、  ９０  （度）  −  臨界角θ４＝４６．７６（度）となる。
このようにして、（｜±θ２｜  ＋  θ３）が４６．７６度以下であれば反射面２６１に入射した光Ｌ２を全反射させることができる。
【００５２】
具体的には、θ２の角度は、数式（１）に示すようにＬＥＤ光源の照射角度の範囲θ１により決められる。十分な光量が照射される範囲が例えば光軸Ｌに対してθ１＝±２２度を有する場合、±２２度の照射光は、基材２０ｓの屈折率により、θ２≒±１５度の光Ｌ２として入射される。従って、光Ｌ２の入射角度θ２を±１５とし、θ３を３１．７５（度）とすることで、当該ＬＥＤ光源から基材２０ｓに照射された光の一部（光軸Ｌに対して大きな角度で基材２０ｓに入射した光）を反射面２６１で全反射させることができるので、当該ＬＥＤ光源からの発する光を有効に利用することができる。
なお、光の屈折率は、光が伝播する材料によるだけでなく、伝播する光の波長にも依存する。上記数式（１）および数式（２）は、ＬＥＤ光源から出射される光の代表波長が５５０ｎｍときの基材２０ｓ及び空気層の屈折率に基づくものである。
【００５３】
＜光源ユニット＞
次に、図６および図７を参照して、光源ユニットの構成と出射光の角度分布について説明する。
図６は、光源ユニットの構成を示す概略図である。図７（ａ）は、ＬＥＤ光源の出射光の角度分布を示すグラフ、（ｂ）は、ＵＨＰ光源の出射光の角度分布を示すグラフである。
図６に示すように、光源ユニット２００は、液晶装置１００と、液晶装置１００を照明するＬＥＤ光源９０とを含んで構成される。
液晶装置１００は、前述したように光反射部２６を含む対向基板２０と、液晶層５０と、素子基板１０とを有する。
ＬＥＤ光源９０は、ＬＥＤチップ９１と、ＬＥＤチップ９１の液晶装置１００側に配置された集光手段としての集光レンズ９２とを有する。
ＬＥＤチップ９１は、赤色、緑色、青色、または白色（赤、緑、青の発光によって得られる白色と、例えば黄色の蛍光と青色の発光とを組み合わせて得られる擬似白色とを含む）の光を発生させる固体発光素子であるＬＥＤを内蔵した素子である。点光源であるＬＥＤチップ９１は、樹脂またはセラミック上の台座の一面にマウントされており、その一面が集光レンズ９２側に向けて配置されている。
集光レンズ９２は、ＬＥＤチップ９１から照射される光を屈折させて集めるための光学素子であり、入射した光を液晶装置１００に導く。
なお、図６に示す光軸Ｌは、ＬＥＤチップ９１の中心と集光レンズ９２の中心を通る直線である。
【００５４】
ＬＥＤチップ９１と集光レンズ９２との距離、集光レンズ９２と液晶装置１００との距離、および集光レンズ９２の屈折率は、集光レンズ９２から出射される光の強度と角度において、効率よく液晶装置１００に導かれるように調整されている。
【００５５】
図７（ａ）は、ＬＥＤ光源９０から出射された光の角度と、その角度に対応する光の強さを示したグラフであり、（ｂ）は、ＵＨＰ光源の同様なグラフである。それぞれのグラフの横軸は、光軸Ｌを０度とした角度、縦軸は角度毎に計測した光の強さ（所定の光の強さを１００として数値化）を示している。
両者のグラフを比較すると、ＬＥＤ光源９０の方がＵＨＰ光源よりも出射される光の角度範囲が広いことがわかる。ＵＨＰ光源では出射角度が、およそ±１３度の範囲であったのに対し、ＬＥＤ光源９０では、およそ±２０度の範囲の光を出射できる。
次に、ＬＥＤ光源９０の方がＵＨＰ光源よりも、出射角度による強度のばらつきが少ないことがわかる。光の強さを角度毎に累積し、それぞれを比較すると、ＬＥＤ光源９０は、ＵＨＰ光源に対して、１．６６倍大きい累積値を有している。つまり、ＬＥＤ光源９０は、ＵＨＰ光源よりも広い角度に亘って安定した光量の光を出射することが可能である。
液晶装置１００の光反射部２６は、ＬＥＤ光源９０から出射される角度範囲の広い光を集光することで、ＬＥＤ光源９０から出射される光を効率よく画素Ｐまで導いてことができる。
【００５６】
次に、図８および図９を参照して、液晶装置１００の光反射部２６が角度範囲の広い入射光を集光する方法について説明する。
図８（ａ）は、光反射部による光利用を示す図、（ｂ）は、ＭＬＡによる光利用を示す図である。図９（ａ）は、光反射部による集光分布を示す図、（ｂ）は、ＭＬＡによる集光分布を示す図である。
図８および図９では、対向基板２０の基材２０ｓ内に入射した光の光路を点線で示している。また、図９に示す開口領域Ｒ１と非開口領域Ｒ２は、素子基板１０に配置されたひとつの画素Ｐ（開口領域Ｒ１）と、それを取り囲む遮光領域１４（非開口領域Ｒ２）との平面視を示している。図８（ａ）および（ｂ）における開口領域Ｒ１（白抜き部分）と非開口領域Ｒ２（斜線部分）は、側面視を示している。なお、開口領域Ｒ１は平面視において一辺の長さが例えば約１１μｍの略正方形であり、非開口領域Ｒ２の幅は例えば約１．５μｍである。
まず、ＬＥＤ光源９０から出射されるおよそ±２２度の角度範囲を有する光は、対向基板２０に入射すると、基材２０ｓの屈折率によりおよそ±１５度の角度範囲内にまとめられる。
図８は、光軸Ｌに対して０度、５度、１０度、１５度、２０度のそれぞれの角度を有する光が入射した場合の液晶装置１００における光路を示している。なお、２０度の入射光に関しては変形例にて説明する。
【００５７】
図８（ａ）に示すように、光反射部２６を有する液晶装置１００では、０度〜１５度の角度で光反射部２６に入射した光は、全反射され開口領域Ｒ１に導かれる。図８（ｂ）に示す構成は、入射光をマイクロレンズにより屈折させる従来技術のＭＬＡを用いた液晶装置である。この構成では、入射角度０度において開口領域Ｒ１に効率よく集光できるようにＭＬＡのレンズ曲率が調整されている。図に示すように、入射角度０度および５度の入射光は、開口領域Ｒ１に集光されているが、入射角度１０度および１５度の入射光は、開口領域Ｒ１にすべてが集光されず、一部が非開口領域Ｒ２に入射している。特に１５度では、半分以上が開口領域Ｒ１に入らない。
このように、液晶装置１００は、従来のＭＬＡでは画素Ｐの開口領域Ｒ１に集光できなかった広い出射角度を有する光源であっても、開口領域Ｒ１に集光させることができる。
【００５８】
図９（ａ）、（ｂ）は、ＬＥＤ光源９０から出射された広い角度範囲を含む光が入射し、素子基板１０の画素Ｐ（開口領域Ｒ１）に集光された状態を示している。開口領域Ｒ１の内側に光が照射されており、集光照度が強い部分はグラデーションにおいて淡色となっている部分である。開口領域Ｒ１の外側は非開口領域Ｒ２である。ＭＬＡの集光分布では、開口領域Ｒ１の中央部分に光の強度が強い部分が集中している。これに対して、光反射部２６の集光分布では、角度の広い入射光は光反射部２６で反射されているため、開口領域Ｒ１においてＭＬＡよりも広い範囲に光の強度が強い部分が分布している。
このように、光反射部２６では、従来のＭＬＡに比べ、ＬＥＤ光源９０から出射された広い角度範囲を含む光も、効率よく画素Ｐに集光できていることがわかる。
以上述べたように、本実施形態に係る液晶装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、ＬＥＤ光源９０の光軸Ｌに対して傾斜した反射面２６１を有する光反射部２６により、入射光Ｌｉを出射方向側に反射させるので、従来のＭＬＡ方式では集光が困難であったＬＥＤ光源９０のような出射角度範囲が広い光（光軸にたいして±１５度以上）であっても、画素Ｐの開口領域Ｒ１に集光させることができる。従って、ＵＨＰに比べて広い出射角度範囲を有するＬＥＤ光源９０からの出射光を効率良く利用することが可能な光源ユニット２００を提供できる。
【００５９】
（実施形態２）
＜投射型表示装置＞
図１０は、投射型表示装置としての３板方式プロジェクターを示す概略図である。図１０に示すように、本実施形態の投射型表示装置としての３板方式プロジェクター３００は、赤色ＬＥＤ光源９０Ｒを有する光源ユニット２００Ｒ、緑色ＬＥＤ光源９０Ｇを有する光源ユニット２００Ｇ、青色ＬＥＤ光源９０Ｂを有する光源ユニット２００Ｂ、赤、緑、青の３色の色光を合成する光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム３０１、および出射光をスクリーン９６まで投射する投射光学系としての投射レンズ９５とを備えている。
【００６０】
光源ユニット２００Ｒは、赤色光Ｌｒを出射するＬＥＤランプを備えたＬＥＤ光源９０Ｒと、液晶装置１００とから構成される。ＬＥＤランプから出射された赤色光Ｌｒは、液晶装置１００の光反射部２６により効率よく画素Ｐに集光され、変調光として、クロスダイクロイックプリズム３０１に出射される。
光源ユニット２００Ｇおよび光源ユニット２００Ｂは、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂをそれぞれ出射するＬＥＤランプを備え、それぞれの液晶装置１００の光反射部２６より画素Ｐに集光され変調光がクロスダイクロイックプリズム３０１に出射される。
【００６１】
クロスダイクロイックプリズム３０１は、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂの色光ごとに入射面を有し、入射面は光源ユニット２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂに対してそれぞれ対向配置されている。クロスダイクロイックプリズム３０１は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光Ｌｏは、投射光学系である投射レンズ９５によってスクリーン９６上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００６２】
投射レンズ９５は、Ｆ値特性を有している。Ｆ値特性は、一般にＦ値が大きくなると入射光を効率よく投射光に導くことが困難になり、スクリーン９６上に投射される画像は暗くなる。
【００６３】
図１１は、投射レンズのＦ値におけるＬＥＤ光源の光利用効率を示すグラフである。縦軸は、ＬＥＤ光源９０の出射光の光量を１００％とした場合の光利用率である。横軸は、ＬＥＤ光源９０の出射光Ｌ３、液晶装置１００からの出射光Ｌ４、１．０から１．８のＦ値に設定された投射レンズ９５からの出射光である。光反射部２６による光利用率をグラフＧ１に示し、ＭＬＡによる光利用率をグラフＧ２に示す。
このグラフＧ１に示すように、光反射部２６はＭＬＡに比べ液晶装置１００の出射時、投射レンズ９５のＦ値においては、Ｆ１．０からＦ１．８に亘り、ＭＬＡに比べて光の利用効率が良くなっている。特に、Ｆ１．０からＦ１．４の間においては、ＭＬＡよりも高い光利用効率を有すると共に、ＬＥＤ光源９０の出射光の光量を６５％以上保持しており、明るい投射光を提供できている。
【００６４】
以上述べたように、本実施形態に係る３板方式プロジェクター３００によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、投射光学系としての投射レンズ９５のＦ値が１．０から１．８の範囲で、従来のＭＬＡ方式に比べ明るい光量で投射可能な３板方式プロジェクター３００を提供することができる。
また、Ｆ値が１．０から１．４の範囲では、従来のＭＬＡ方式に比べ、さらに明るい光量で投射することができる。
【００６５】
（実施形態３）
次に、単板式プロジェクターの実施形態について説明する。単板式プロジェクターは、ＬＥＤ光源として白色の光源をひとつ備えたプロジェクターであり、３色のＬＥＤ光源９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂを有する３板方式プロジェクター３００よりも低消費電力および小型化を実現できる。
図１２（ａ）は、単板式プロジェクターにおけるライトバルブとしての液晶装置の構成を示す概略平面図、（ｂ）は、（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った液晶装置の概略断面図、図１３は、単板式プロジェクターの構成を示す概略断面図である。
【００６６】
「液晶装置」
図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態のライトバルブとしての液晶装置５００は、対向配置された素子基板５１０および対向基板５２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５５０とを有する。素子基板５１０の基材５１０ｓおよび対向基板５２０の基材５２０ｓは、透明な例えば石英基板やガラス基板などが用いられている。
【００６７】
対向基板５２０は素子基板５１０よりも一回り小さく、両基板は、額縁状に配置されたシール材５４０を介して接合され、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層５５０を構成している。シール材５４０は、例えば熱硬化性または紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材５４０には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００６８】
額縁状に配置されたシール材５４０の内側には、同じく額縁状に遮光膜５２１が設けられている。遮光膜５２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜５２１の内側が表示領域Ｅとなっている。表示領域Ｅには、マトリックス状にサブ画素Ｐが複数配置されている。サブ画素Ｐは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応して設けられており、Ｒ，Ｇ，Ｂに対応する３つのサブ画素Ｐによって１つの画素が構成される。本実施形態では同色のサブ画素Ｐが一列に配置されるストライプ方式が採用されている。
表示領域Ｅは、表示に寄与する有効な複数のサブ画素Ｐを囲むように配置された複数のダミー画素を含んでいるとしても良い。また、対向基板５２０（後述する）には、光反射部５２６がサブ画素Ｐの四辺に沿って配置されている。
【００６９】
素子基板５１０は、外部接続用端子５０４が配列した端子部を有し、端子部に沿う第１辺部とシール材５４０との間にデータ線駆動回路５０１が設けられている。また、該第１辺部に対向する第２辺部に沿ったシール材５４０と表示領域Ｅとの間に検査回路５０３が設けられている。さらに、該第１辺部と直交し互いに対向する第３および第４辺部に沿ったシール材５４０と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路５０２が設けられている。該第１辺部と対向する第２辺部のシール材５４０と表示領域Ｅとの間には、２つの走査線駆動回路５０２を繋ぐ複数の配線５０５が設けられている。これらデータ線駆動回路５０１、走査線駆動回路５０２に繋がる配線は、該第１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子５０４に接続されている。
【００７０】
図１２（ｂ）に示すように、素子基板５１０の液晶層５５０側の表面には、サブ画素Ｐごとに設けられた透光性を有する画素電極５１５およびスイッチング素子としてのＴＦＴ３０と、信号配線（図示省略）と、複数の画素電極５１５を覆う配向膜５１８とが形成されている。
また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射して光リーク電流が流れ、不適切なスイッチング動作となることを防ぐ遮光構造が採用されている。
【００７１】
対向基板５２０の基材５２０ｓには、液晶層５０側の面に開口してＶ字形状を成す光反射部５２６が形成されている。また、光反射部５２６のさらに液晶層５５０側には、遮光膜５２１と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応した着色層を有するカラーフィルター層５２２と、カラーフィルター層５２２を覆うように成膜された層間絶縁膜５２３と、少なくとも表示領域Ｅに亘って層間絶縁膜５２３を覆うように設けられた対向電極５２４と、対向電極５２４を覆う配向膜５２５とが設けられている。
【００７２】
光反射部５２６は、図１２（ａ）に示すように、平面的にサブ画素Ｐの四辺を囲むように格子状に配置されている。また、図１２（ｂ）に示すように、対向基板５２０において傾斜した光反射部５２６によって形成された断面Ｖ字形状の開口部（溝）の内部は中空であって、気体を含む状態あるいは真空（減圧状態）となっている。対向基板５２０側から入射した入射光Ｌｉは光反射部５２６で反射され液晶層５５０を通過することで変調され素子基板５１０側から出射される。
なお、基材５２０ｓおよび光反射部５２６を構成する材質および反射面を含む構造は、実施形態１の事例を用いているため、入射光Ｌｉを集光し出射するまでの光利用効率は実施形態１と略同じ効果が適用される。
【００７３】
遮光膜５２１は、図１２（ａ）に示すように平面的にデータ線駆動回路５０１や走査線駆動回路５０２、検査回路５０３と重なる位置において額縁状に設けられている。これにより対向基板５２０側から入射する光を遮蔽して、これらの駆動回路を含む周辺回路の光による誤動作を防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００７４】
層間絶縁膜５２３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、透光性を有して遮光膜５２１およびカラーフィルター層５２２を覆うように設けられている。また、層間絶縁膜５２３およびカラーフィルター層５２２は、遮光膜５２１によって基材５２０ｓ上に生ずる凹凸を緩和する平坦化層としても機能している。このような層間絶縁膜５２３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００７５】
対向電極５２４は、例えばＩＴＯなどの透明導電膜からなり、層間絶縁膜５２３を覆うと共に、図１２（ａ）に示すように対向基板５２０の四隅に設けられた上下導通部５０６により素子基板５１０側の配線に電気的に接続している。
【００７６】
配向膜５２５は、液晶装置５００の光学設計に基づいて選定される。例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施されたものや、ＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を気相成長法を用いて成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向処理が施されたものが挙げられる。
【００７７】
このような液晶装置５００は透過型であって、本実施形態ではサブ画素Ｐが非駆動時に暗表示となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。また、画像信号に基づいて液晶装置５００を駆動すれば、照明光を光変調してフルカラーに対応した表示光を出射することができる。
【００７８】
次に、単板式プロジェクター１０００の構成について、図１３を参照して説明する。
図１３に示すように、投射型表示装置としての単板式プロジェクター１０００は、光源ユニット６００および投射レンズ５９５を有し、光源ユニット６００は、ＬＥＤ光源５９０、前述した液晶装置５００および遮光ボックス５９６を有している。
【００７９】
ＬＥＤ光源５９０は、ＬＥＤチップ５９１および集光レンズ５９２を有する。ＬＥＤチップ５９１は、白色光Ｌｗ（赤、緑、青の発光によって得られる白色光と、例えば黄色の蛍光と青色の発光とを組み合わせて得られる擬似白色光とを含む）の光源光を発生させるＬＥＤを内蔵した素子である。点光源であるＬＥＤチップ５９１は、樹脂またはセラミック上の台座の一面にマウントされており、その一面が集光レンズ５９２側に向けて配置されている。集光レンズ５９２は、ＬＥＤチップ５９１から照射される点光源光を屈折させて集めるための素子である。集光レンズ５９２に入射した光は液晶装置５００に導かれる。
【００８０】
液晶装置５００においては、前述したようにＬＥＤ光源５９０から入射した白色光Ｌｗが光反射部５２６により効率よく集光され、カラーフィルター層５２２により色調が付けられ、画像情報に基づいて変調され表示光となる。変調された表示光は液晶装置５００から投射レンズ５９５に向けて出射される。
遮光ボックス５９６は、ＬＥＤチップ５９１から照射される光を外部に漏らさないように、ＬＥＤチップ５９１、集光レンズ５９２および液晶装置５００を収納し遮光する。
投射レンズ５９５は、Ｆ値が例えば１．０〜１．８、好ましくは１．０〜１．４に調整されている。したがって、液晶装置５００から出射された変調光（表示光）を、例えばスクリーンなどに明るく投射して映し出すことができる。
ＬＥＤチップ５９１、集光レンズ５９２、液晶装置５００、および投射レンズ５９５は、同一光学軸（光軸ＬＡ）上に配置されている。
【００８１】
以上述べたように、本実施形態に係る単板式プロジェクター１０００によれば、以下の効果を得ることができる。
単板式プロジェクター１０００は、白色光Ｌｗを出射するＬＥＤ光源５９０と、ＬＥＤ光源５９０の角度の広い出射光を有効に集光する光反射部５２６を有する液晶装置５００とを含む光源ユニット６００を備えている。したがって、小型化および低消費電力化を実現しているにも係らず、光量を効率よく利用して明るい映像を投射することができる単板式プロジェクター１０００を提供することができる。
【００８２】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨ある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光源ユニットおよび該光源ユニットを適用する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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８３】
（変形例１）上記実施形態では、光反射部２６の反射面２６１の傾斜角度を３１．７５度としているが、この角度に限らず、反射面２６１に入射した光の角度をθ２、反射面２６１の光軸Ｌに対する傾斜角度をθ３とした場合に次の数式を満たしていれば良い。
０  ＜  ｜±θ２｜  ＋  θ３  ≦  ４６．７６（度）
例えば、上記実施形態よりも広い照射角度範囲の光を出射する光源を用い、反射面の傾斜角度を上述の数式を満たす角度にすれば、液晶装置から出射され、投射する光量が増えるため、さらに明るい映像を投射することができる。具体的には、±３０度の照射角度範囲の出射光は、図８（ａ）の「２０°の図」に示すように対向基板に約２０度の角度をなして入射する。その場合は、傾斜角度を２６．７６度とすることにより、全反射されることとなる。
【００８４】
（変形例２）上記実施形態では、光源としてＬＥＤチップを備えたＬＥＤ光源を用いていたが、これに限定されない。例えば、ＬＥＤ光源に加えて、外部の光源（投射型表示装置を設置している場所の照明や太陽光、増設の光源など）も取り入れるように筐体に集光用の反射板などを設け、集光することでより多くの光源としての光量を確保できる。特に、周囲環境が明るい環境で映像を投射する場合は、明るい環境を光源の一部として利用することで、暗い場所よりも投射する光量を増やすことができる。
【００８５】
（変形例３）３板方式プロジェクター３００における３つの光源ユニット２００Ｒ、２００Ｇ、２００ＢがすべてＬＥＤ光源を用いることに限定されない。例えば、赤色光源として半導体レーザーを用いた光源としても良く、いずれか一つの光源ユニットとして、本実施形態の光源ユニットを用いていれば良い。
【００８６】
（変形例４）上記実施形態の光源ユニット２００あるいは光源ユニット６００を適用可能な電子機器は投射型表示装置としての３板方式プロジェクター３００、単板式プロジェクター１０００を例とするプロジェクターに限定されない。例えば、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、または電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、リアプロジェクション型の液晶テレビ、ビューファインダー、あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、ＰＯＳなどの情報端末機器の光源ユニットとして用いることができる。
【符号の説明】
【００８７】
９０…ＬＥＤ光源、９０Ｒ，９０Ｇ，９０Ｂ…ＬＥＤ光源、９１…ＬＥＤチップ、９２…集光レンズ、９５…投射レンズ、９６…スクリーン、１００…液晶装置、２００…光源ユニット、２００Ｒ，２００Ｇ，２００Ｂ…光源ユニット、２６１…反射面（傾斜面）、２６２…空気層、２６３…溝、３００…３板式プロジェクター、３０１…クロスダイクロイックプリズム、５００…液晶装置、５２２…カラーフィルター層、５２６…光反射部、５９０…ＬＥＤ光源、５９１…ＬＥＤチップ、５９２…集光レンズ、５９５…投射レンズ、６００…光源ユニット、１０００…単板式プロジェクター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図８】
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【図９】
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