(57)【要約】【課題】美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示が低コストで得られ、さらにフリッカーや焼き付きの発生を抑制し得る内面反射方式の液晶装置を提供する。【解決手段】本発明の液晶装置３１は、第１基板１、第２基板２、液晶層３、第１基板１の第２基板２に対向する側に配置された反射電極４、反射電極４上に配置された第１絶縁膜５、第１絶縁膜５上に配置された第１無機配向膜６、を備えている。液晶層３の屈折率をｎlc、第１絶縁膜５の屈折率をｎ１、第１無機配向膜６の屈折率をｎ２とすると、ｎlc＞ｎ２＞ｎ１であり、第１無機配向膜６の光学膜厚をｒ２とすると、５０≦ｒ２≦１５０であり、第１絶縁膜５の光学膜厚をｒ１とすると、−１．０１７３×ｒ２＋３６７．２９≦ｒ１≦−１．０１９７×ｒ２＋４６３．３４、であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、
前記反射電極上に配置された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に配置された第１無機配向膜と、を備え、
前記液晶層の屈折率をｎlc、前記第１絶縁膜の屈折率をｎ１、前記第１無機配向膜の屈折率をｎ２とすると、
ｎlc＞ｎ２＞ｎ１であり、
前記第１無機配向膜の光学膜厚をｒ２とすると、
５０≦ｒ２≦１５０であり、
前記第１絶縁膜の光学膜厚をｒ１とすると、
−１．０１７３×ｒ２＋３６７．２９≦ｒ１≦−１．０１９７×ｒ２＋４６３．３４
であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ２maxとしたときに、ｎlc＞ｎ２max＞ｎ１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、
前記反射電極上に配置された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に配置された第１無機配向膜と、を備え、
前記液晶層の屈折率をｎlc、前記第１絶縁膜の屈折率をｎ１、前記第１無機配向膜の屈折率をｎ２とすると、
ｎlc＞ｎ１＞ｎ２であり、
前記第１無機配向膜の光学膜厚をｒ２とすると、
５０≦ｒ２≦１５０であり、
前記第１絶縁膜の光学膜厚をｒ１とすると、
−０．７６５１×ｒ２＋３２５．６１≦ｒ１≦−０．７５８７×ｒ２＋４２９．９６
であることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
前記第１無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ２maxとしたときに、ｎlc＞ｎ１＞ｎ２maxの関係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
【請求項５】
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、
前記第２基板の前記第１基板に対向する側に配置された透明電極と、
前記透明電極上に配置された第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に配置された第２無機配向膜と、を備え、
前記液晶層の屈折率をｎlc、前記透明電極の屈折率をｎｔ、前記第２絶縁膜の屈折率をｎ３、前記第２無機配向膜の屈折率をｎ４とすると、
ｎｔ＞ｎlc＞ｎ４＞ｎ３であり、
前記透明電極の光学膜厚をｒｔとすると、
２２０≦ｒｔ≦２７６であり、
前記第２無機配向膜の光学膜厚をｒ４とすると、
５０≦ｒ４≦１５０であり、
前記第２絶縁膜の光学膜厚をｒ３とすると、
−１．０１８９×ｒ４＋２１２．０５≦ｒ３≦−１．０１６×ｒ４＋３２５．６４
であることを特徴とする液晶装置。
【請求項６】
前記第２無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ４maxとしたときに、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ４max＞ｎ３の関係を満たすことを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、
前記第２基板の前記第１基板に対向する側に配置された透明電極と、
前記透明電極上に配置された第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に配置された第２無機配向膜と、を備え、
前記液晶層の屈折率をｎlc、前記透明電極の屈折率をｎｔ、前記第２絶縁膜の屈折率をｎ３、前記第２無機配向膜の屈折率をｎ４とすると、
ｎｔ＞ｎlc＞ｎ３＞ｎ４であり、
前記透明電極の光学膜厚をｒｔとすると、
２２０≦ｒｔ≦２７６であり、
前記第２無機配向膜の光学膜厚をｒ４とすると、
５０≦ｒ４≦１５０であり、
前記第２絶縁膜の光学膜厚をｒ３とすると、
−０．８４０１×ｒ４＋１８９．７６≦ｒ３≦−０．８３２３×ｒ４＋３０２．７
であることを特徴とする液晶装置。
【請求項８】
前記第２無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ４maxとしたときに、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ３＞ｎ４maxの関係を満たすことを特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
【請求項９】
前記第１絶縁膜もしくは前記第２絶縁膜が、ＣＶＤ法もしくは蒸着法で形成されたシリコン酸化膜であり、前記第１無機配向膜もしくは前記第２無機配向膜が、斜方蒸着法で形成されたシリコン酸化膜であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の液晶装置。
【請求項１０】
光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射光学系と、を備え、
前記光変調素子が、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の液晶装置で構成されたことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バックライト等の光源を用いることなく、外光を利用して表示を行う反射型液晶装置は、低消費電力化、小型軽量化等の観点から有利であるため、携帯性が重要視される携帯用電子機器に採用されている。プロジェクターの分野においても装置構成が簡単化する等の観点から、光変調素子として反射型液晶ライトバルブが採用されることがある。近年は、光入射側と反対側の基板上に配置される表示用電極（画素電極）を反射板で構成し、反射位置を液晶層に極力近付けるようにした、いわゆる内面反射方式の反射型液晶装置が開発され、高精細で明るい画像が実現されている。
【０００３】
ところが、反射板を兼ねる画素電極における光の反射率は波長依存性を有しており、外光に含まれる赤色光、緑色光、青色光に対する反射率はそれぞれ異なる。そのため、白黒表示の場合に、本来の白色が青色味がかったり、緑色味がかったりして美しい白色を表示できないという問題がある。カラー表示の場合には、色バランスが崩れて本来の色を忠実に再現できない、あるいは特別な色補正が必要になって装置構成や駆動回路が複雑化する、などの問題がある。そこで、反射板が配置された側の基板の構成を最適化することで分光反射特性の向上を狙った液晶装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１、２参照）。一方、反射板が配置された側と反対側の基板の構成を最適化することで反射特性の向上を狙った液晶装置が提案されている（例えば、下記の特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５６７１７号公報
【特許文献２】特許第３５５７９３３号公報
【特許文献３】特開平１１−１７４４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、液晶装置に用いる配向膜として、無機材料からなる配向膜の採用が検討されている。例えば、酸化シリコン膜等からなる無機配向膜を斜方蒸着法で形成すれば、ラビング処理を行うことなく十分な配向性能を発揮できる。また、無機配向膜はポリイミド等の有機材料を用いた従来の配向膜に比べて耐熱性、耐光性に優れているため、プロジェクター用途の液晶装置として好適である。そこで、無機配向膜を用いた反射型液晶装置においても、基板構成を最適化し、各色光に対して均一な反射率を得て美しい白表示や良好な色バランスを実現するとともに、明るい表示を実現したいという要求がある。
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１〜３はいずれも無機配向膜の使用を前提として基板構成を最適化したものではなく、特許文献１〜３から各種膜の屈折率や膜厚の最適値を知ることはできない。また、特許文献１に記載の構成では、反射板上に屈折率が異なる２層以上の誘電体層を形成しなければならず、製造コストが高騰するという問題点もある。さらに、以上の問題点の解決に加えて、フリッカーや焼き付きの発生を抑制し得る液晶装置の提供が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示が低コストで得られ、さらにフリッカーや焼き付きの発生を抑制し得る内面反射方式の液晶装置を提供することを目的とする。また、このような液晶装置を用いることにより表示品位に優れたプロジェクター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】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の液晶装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、前記反射電極上に配置された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に配置された第１無機配向膜と、を備え、前記液晶層の屈折率をｎlc、前記第１絶縁膜の屈折率をｎ１、前記第１無機配向膜の屈折率をｎ２とすると、ｎlc＞ｎ２＞ｎ１であり、前記第１無機配向膜の光学膜厚をｒ２とすると、５０≦ｒ２≦１５０であり、前記第１絶縁膜の光学膜厚をｒ１とすると、
−１．０１７３×ｒ２＋３６７．２９≦ｒ１≦−１．０１９７×ｒ２＋４６３．３４…（１）
であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の液晶装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、前記反射電極上に配置された第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に配置された第１無機配向膜と、を備え、前記液晶層の屈折率をｎlc、前記第１絶縁膜の屈折率をｎ１、前記第１無機配向膜の屈折率をｎ２とすると、ｎlc＞ｎ１＞ｎ２であり、前記第１無機配向膜の光学膜厚をｒ２とすると、５０≦ｒ２≦１５０であり、前記第１絶縁膜の光学膜厚をｒ１とすると、
−０．７６５１×ｒ２＋３２５．６１≦ｒ１≦−０．７５８７×ｒ２＋４２９．９６…（２）
であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明の第１、第２の液晶装置において、第１絶縁膜の光学膜厚ｒ１は、第１絶縁膜の実膜厚（物理的膜厚）をｄ１としたときに、ｒ１＝ｎ１×ｄ１で表わされる。同様に、第１無機配向膜の光学膜厚ｒ２は、第１無機配向膜の実膜厚（物理的膜厚）をｄ２としたときに、ｒ２＝ｎ２×ｄ２で表わされる。また、本発明の第１、第２の液晶装置において、液晶層、第１絶縁膜、第１無機配向膜の屈折率とは、屈折率が異方性を有している場合にはそれら複数の屈折率の平均値を指す。また、本発明で言うところの「屈折率」は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率と定義する。
【００１１】
本発明者は、反射電極上に第１絶縁膜、第１無機配向膜を順次積層した第１基板の構成を前提として、第１無機配向膜の光学膜厚ｒ２を５０≦ｒ２≦１５０と設定し、第１絶縁膜の光学膜厚を変化させたときの光の波長域毎の光反射率をシミュレーションによって求めた。その結果、上述した液晶層、第１絶縁膜、第１無機配向膜の各屈折率の大小関係に応じて、第１無機配向膜の光学膜厚を適宜設定した上で第１絶縁膜の光学膜厚を上記（１）式、または（２）式の条件を満足する値に設定すれば、いずれの波長域においても比較的高い光反射率が得られ、かつ、各色光の光反射率の差が比較的小さくなることを見出した。具体的なシミュレーション結果については後述する。
【００１２】
以上の構成とすることにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な液晶装置が得られる。また、本発明の第１、第２の液晶装置の構成によれば、反射電極上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、複数の誘電体層を必要とする上記特許文献１の構成に比べて製造コストを低減できる。また、第１絶縁膜が比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きの低減効果が十分に得られる。
【００１３】
本発明の第１の液晶装置において、前記第１無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ２maxとしたときに、ｎlc＞ｎ２max＞ｎ１の関係を満たす構成であっても良い。
例えば第１無機配向膜を斜方蒸着法で形成した場合など、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有する場合がある。その場合、大きい方の屈折率ｎ２maxがｎlc＞ｎ２max＞ｎ１の関係を満たしさえすれば、必然的に平均の屈折率ｎ２はｎlc＞ｎ２＞ｎ１の関係を満たすことになる。したがって、複数の屈折率を把握しなくともよく、大きい方の屈折率だけを把握すればよいため、製造条件等の設定が容易になる。
【００１４】
同様に、本発明の第２の液晶装置において、前記第１無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ２maxとしたときに、ｎlc＞ｎ１＞ｎ２maxの関係を満たす構成であっても良い。
【００１５】
本発明の第３の液晶装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、前記第２基板の前記第１基板に対向する側に配置された透明電極と、前記透明電極上に配置された第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に配置された第２無機配向膜と、を備え、前記液晶層の屈折率をｎlc、前記透明電極の屈折率をｎｔ、前記第２絶縁膜の屈折率をｎ３、前記第２無機配向膜の屈折率をｎ４とすると、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ４＞ｎ３であり、前記透明電極の光学膜厚をｒｔとすると、２２０≦ｒｔ≦２７６であり、前記第２無機配向膜の光学膜厚をｒ４とすると、５０≦ｒ４≦１５０であり、前記第２絶縁膜の光学膜厚をｒ３とすると、
−１．０１８９×ｒ４＋２１２．０５≦ｒ３≦−１．０１６×ｒ４＋３２５．６４…（３）
であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の液晶装置は、第１基板と、前記第１基板に対向配置された光透過性を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極と、前記第２基板の前記第１基板に対向する側に配置された透明電極と、前記透明電極上に配置された第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に配置された第２無機配向膜と、を備え、前記液晶層の屈折率をｎlc、前記透明電極の屈折率をｎｔ、前記第２絶縁膜の屈折率をｎ３、前記第２無機配向膜の屈折率をｎ４とすると、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ３＞ｎ４であり、前記透明電極の光学膜厚をｒｔとすると、２２０≦ｒｔ≦２７６であり、前記第２無機配向膜の光学膜厚をｒ４とすると、５０≦ｒ４≦１５０であり、前記第２絶縁膜の光学膜厚をｒ３とすると、
−０．８４０１×ｒ４＋１８９．７６≦ｒ３≦−０．８３２３×ｒ４＋３０２．７…（４）
であることを特徴とする。
【００１７】
ここで、本発明の第３、第４の液晶装置において、透明電極の光学膜厚ｒｔは、透明電極の実膜厚（物理的膜厚）をｄｔとしたときに、ｒｔ＝ｎｔ×ｄｔで表わされる。同様に、第２絶縁膜の光学膜厚ｒ３は、第２絶縁膜の実膜厚（物理的膜厚）をｄ３としたときに、ｒ３＝ｎ３×ｄ３で表わされる。同様に、第２無機配向膜の光学膜厚ｒ４は、第２無機配向膜の実膜厚（物理的膜厚）をｄ４としたときに、ｒ４＝ｎ４×ｄ４で表わされる。また、本発明の第１、第２の液晶装置において、液晶層、第２絶縁膜、第２無機配向膜の屈折率とは、屈折率が異方性を有している場合にはそれら複数の屈折率の平均値を指す。また、本発明で言うところの「屈折率」は、波長５５０ｎｍの光に対する屈折率と定義する。
【００１８】
本発明者は、上述の第１基板側の構成のみならず、光透過性を有する第２基板側の光透過率を最適化することで、液晶装置全体として波長域によらずに均一で高い光反射率を得ようと考えた。
そこで、反射電極を形成した第１基板と、透明電極上に第２絶縁膜、第２無機配向膜を順次積層した第２基板と、を備えた構成を前提として、透明電極の光学膜厚ｒｔを２２０≦ｒｔ≦２７６と設定し、第２無機配向膜の光学膜厚ｒ４を５０≦ｒ４≦１５０と設定し、第２絶縁膜の光学膜厚を変化させたときの光の波長域毎の光透過率をシミュレーションによって求めた。その結果、上述した液晶層、透明電極、第２絶縁膜、第２無機配向膜の各屈折率の大小関係に応じて、第２無機配向膜の光学膜厚を所定の値に設定した上で第２絶縁膜の光学膜厚を上記（３）式、または（４）式の条件を満足する値に設定すれば、いずれの波長域においても比較的高い光透過率が得られ、かつ、各色光の光透過率の差が比較的小さくなることを見出した。具体的なシミュレーション結果については後述する。
【００１９】
以上の構成とすることにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な液晶装置が得られる。また、本発明の第３、第４の液晶装置の構成によれば、透明電極上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、複数の誘電体層を必要とする上記特許文献１の構成に比べて製造コストを低減できる。また、第２絶縁膜が比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きの低減効果が十分に得られる。
【００２０】
本発明の第３の液晶装置において、前記第２無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ４maxとしたときに、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ４max＞ｎ３の関係を満たす構成であっても良い。
例えば第２無機配向膜を斜方蒸着法で形成した場合など、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有する場合がある。その場合、大きい方の屈折率ｎ４maxがｎｔ＞ｎlc＞ｎ４max＞ｎ３の関係を満たしさえすれば、必然的に平均の屈折率ｎ４はｎｔ＞ｎlc＞ｎ４＞ｎ３の関係を満たすことになる。したがって、複数の屈折率を把握しなくともよく、大きい方の屈折率だけを把握すればよいため、製造条件等の設定が容易になる。
【００２１】
同様に、本発明の第４の液晶装置において、前記第２無機配向膜は、基板法線方向から見た屈折率が異方性を有し、２つの屈折率のうちの大きい方の屈折率をｎ４maxとしたときに、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ３＞ｎ４maxの関係を満たす構成であっても良い。
【００２２】
本発明の第１〜第４の液晶装置において、前記第１絶縁膜もしくは前記第２絶縁膜が、ＣＶＤ法もしくは蒸着法で形成されたシリコン酸化膜であり、前記第１無機配向膜もしくは前記第２無機配向膜が、斜方蒸着法で形成されたシリコン酸化膜であっても良い。
この構成によれば、一般的な材料、一般的な手法を用いて本発明の構成を容易に実現することができ、低コスト化に寄与できる。
【００２３】
本発明のプロジェクターは、光源と、前記光源からの光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって形成された画像を投射する投射光学系と、を備え、前記光変調素子が、本発明の液晶装置で構成されたことを特徴とする。
この構成によれば、光変調素子が、均一で高い光反射率を有する本発明の液晶装置で構成されているため、表示品位に優れたプロジェクターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の液晶装置を示す断面図である。
【図２】同、液晶装置の第１無機配向膜の屈折率異方性を説明する図である。
【図３】第１絶縁膜の有無で光反射率の波長依存性を比較したグラフである。
【図４】所定の第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図５】図４とは異なる第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図６】図４とは異なる第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図７】最適な光反射率が得られる第１無機配向膜厚と第１絶縁膜厚との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態の液晶装置を示す断面図である。
【図９】同、液晶装置の第１無機配向膜の屈折率異方性を説明する図である。
【図１０】第１絶縁膜の有無で光反射率の波長依存性を比較したグラフである。
【図１１】所定の第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１２】図１１とは異なる第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１３】図１１とは異なる第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１４】最適な光反射率が得られる第１無機配向膜厚と第１絶縁膜厚との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の第３実施形態の液晶装置を示す断面図である。
【図１６】第２絶縁膜の有無で光透過率の波長依存性を比較したグラフである。
【図１７】所定の第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１８】図１７とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図１９】図１７とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２０】最適な光透過率が得られる第２無機配向膜厚と第２絶縁膜厚との関係を示すグラフである。
【図２１】所定の第２無機配向膜厚、所定の透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２２】図２１とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２３】図２１とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２４】図２１とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２５】図２１とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２６】図２１〜図２５とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２７】図２６とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２８】図２６とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図２９】図２６とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３０】図２６とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３１】図２６とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３２】図２１〜図２５とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３３】図３２とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３４】図３２とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３５】図３２とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３６】図３２とは異なる透明電極膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図３７】本発明の第４実施形態の液晶装置を示す断面図である。
【図３８】第２絶縁膜の有無で光透過率の波長依存性を比較したグラフである。
【図３９】所定の第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図４０】図３９とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図４１】図３９とは異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
【図４２】最適な光透過率が得られる第２無機配向膜厚と第２絶縁膜厚との関係を示すグラフである。
【図４３】本発明のプロジェクターの一実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図７を用いて説明する。
本実施形態の液晶装置は、第２基板側から入射した光を第１基板側で反射させ、再度第２基板側から射出させて表示を行う反射型液晶装置の例である。
また、以下の第１、第２実施形態は、反射電極が配置された側の第１基板の構成を最適化した例である。
図１は、本実施形態の液晶装置を示す断面図である。図２は、第１無機配向膜の屈折率異方性を説明するための図である。図３は、第１絶縁膜の有無で光反射率の波長依存性を比較したグラフである。図４〜図６は、３つの異なる第１無機配向膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を示すグラフである。図７は、最適な光反射率が得られる第１無機配向膜厚と第１絶縁膜厚との関係を示すグラフである。
なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法や縮尺を変えて示すことがある。
【００２６】
本実施形態の液晶装置３１は、図１に示すように、素子基板を構成する第１基板１と、第１基板１に対向配置された対向基板を構成する、光透過性を有する第２基板２と、第１基板１と第２基板２との間に挟持された液晶層３と、を備えている。第１基板１は光透過性を有していても有していなくても良く、例えば光透過性を有するガラス基板等の他、光透過性を有していないシリコン基板等を用いても良い。第２基板２には、光透過性を有するガラス基板、石英基板等を用いる。本実施形態では、第１基板１を構成する素子基板として、画素スイッチング素子に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を採用したＴＦＴ基板を用いるが、図１においてはソース線（信号線）、ゲート線（走査線）、ＴＦＴ等の図示を省略する。
【００２７】
第１基板１の第２基板２に対向する側の面に、反射電極４が形成されている。反射電極４の材料には、例えば光反射率が高いアルミニウム等の金属を用いることが好ましい。反射電極４上に、第１絶縁膜５、第１無機配向膜６が基板側からこの順に積層されている。
【００２８】
本実施形態では、第１絶縁膜５として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）をプラズマＣＶＤ法により形成したものを用いる。なお、プラズマＣＶＤ法に限らず、常圧ＣＶＤ法、低圧ＣＶＤ法等より形成したものを用いても良い。第１絶縁膜５の実膜厚（物理的膜厚）ｄ１は、好ましくは１５０ｎｍ≦ｄ１≦２８０ｎｍ、一例として２２５ｎｍ、とする。第１絶縁膜５の屈折率ｎ１は、１．４６０とする。
【００２９】
第１無機配向膜６には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を斜方蒸着法により形成したものを用いる。斜方蒸着の条件は、真空度を５×１０−３Ｐａとし、基板法線方向からＸ軸方向（図１参照）に５０度傾いた方向から蒸着を行う。斜方蒸着により無機配向膜を形成すると、図２に示すように、基板法線方向から見た（Ｚ軸方向に無限大の位置から見た）ときに楕円状の屈折率異方性が生じる。Ｘ軸方向の屈折率（Ｘ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｘは１．４６３（＝ｎ２max）、Ｙ軸方向の屈折率（Ｙ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｙは１．４６１（＝ｎ２min）、とする。よって、第１無機配向膜６の平均屈折率ｎ２は１．４６２である。第１無機配向膜６の実膜厚（物理的膜厚）ｄ２は、好ましくは３０ｎｍ≦ｄ２≦１００ｎｍ、一例として６０ｎｍ、とする。
【００３０】
液晶層３の屈折率ｎlcは、ｎlc＝（ｎｅ＋２×ｎｏ）／３（ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）で求められ、１．５２とする。したがって、本実施形態の場合、液晶層３の屈折率ｎlc、第１絶縁膜５の屈折率ｎ１、第１無機配向膜６の屈折率ｎ２の大小関係は、ｎlc＞ｎ２＞ｎ１となる。また、第１無機配向膜６の光学膜厚をｒ２とすると、ｒ２＝ｎ２×ｄ２であるから、ｒ２は略４４≦ｒ２≦１４６となる。なお、本実施形態の場合、第１無機配向膜６の屈折率は異方性を有しているが、平均屈折率ｎ２が上記の大小関係を満たせばよいため、第１無機配向膜６の小さい方の屈折率ｎ２min（ｎｙ）は第１絶縁膜５の屈折率ｎ１より小さくても良い。
【００３１】
一方、第２基板２の第１基板１に対向する側の面に、透明電極７が形成されている。透明電極７上には、第２無機配向膜８が形成されている。本実施形態の場合、透明電極７の材料にはＩＴＯが用いられる。また、第２無機配向膜８には、第１基板１側の第１無機配向膜６と同様、斜方蒸着法によるシリコン酸化膜が用いられる。斜方蒸着の条件も第１無機配向膜６と同じくすることが好ましいが、異なっていても良い。
【００３２】
ここで、本発明者は、第１絶縁膜５が有る場合と無い場合とで光反射率の波長依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図３に示す。図３において、横軸は光の波長［ｎｍ］、縦軸は液晶媒質中での光反射率［％］、である。破線の曲線は第１絶縁膜５が無い場合、実線の曲線は第１絶縁膜５が有る場合（実膜厚ｄ１＝２２５ｎｍ）、を示す。
【００３３】
波長５５０ｎｍ（緑色光）の領域で見る限り、第１絶縁膜５が有っても無くても光反射率は殆ど変わらない。ところが、波長４６０ｎｍ（青色光）の領域と波長６２０ｎｍ（赤色光）の領域を見ると、第１絶縁膜５が有る場合の方が、第１絶縁膜５が無い場合に比べて波長４６０ｎｍでの光反射率と波長６２０ｎｍでの光反射率とが近い値をとる。すなわち、第１絶縁膜５が有る場合の方が、第１絶縁膜５が無い場合に比べてフラットな分光特性をとる。このことから、可視光領域に相当する広い波長域にわたって均一な光反射率を得るという観点では、第１絶縁膜５が無いよりも第１絶縁膜５が有る方が有利であることが判った。
【００３４】
次に、第１無機配向膜６の膜厚を変え、各膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図４〜図６に示す。図４〜図６において、横軸は第１絶縁膜の物理的膜厚［ｎｍ］、縦軸は液晶媒質中での光反射率［％］、である。実線の曲線は波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光反射率、破線の曲線は波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光反射率、２点鎖線の曲線は波長６２０ｎｍの光（赤色光）に対する光反射率、を示す。図４は第１無機配向膜６の物理的膜厚が３０ｎｍ、図５は第１無機配向膜６の物理的膜厚が６５ｎｍ、図６は第１無機配向膜６の物理的膜厚が１００ｎｍ、の場合である。
【００３５】
図４〜図６から明らかなように、各場合とも共通して、光反射率は、第１無機配向膜６の物理的膜厚の変化に伴い、平均値を中心として極大値、極小値を取りながら滑らかに変化する。全体的に、波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光反射率が最も高いレベルにあり、波長５５０ｎｍの光（緑色光）、波長６２０ｎｍの光（赤色光）の順に光反射率が低下する。
【００３６】
本実施形態において、第１絶縁膜５の膜厚の最適な範囲とは、光反射率が最も低い波長６２０ｎｍの光（赤色光）における光反射率がその平均値（８６％）以上の領域であり、かつ、人間の目の視感度が最も高い波長５５０ｎｍの光（緑色光）における光反射率がその平均値（８７．６％）以上の領域であり、かつ、波長４６０ｎｍの光（青色光）における光反射率が低下して波長６２０ｎｍの光（赤色光）および波長５５０ｎｍの光（緑色光）における光反射率に最も近付いている領域、と定義する。
【００３７】
この観点で判断すると、図４に示す第１無機配向膜６の膜厚ｄ２が３０ｎｍの場合、第１絶縁膜５の膜厚の最適範囲ｄ１は２２０ｎｍ≦ｄ１≦２８０ｎｍ、図５に示す第１無機配向膜６の膜厚ｄ２が６５ｎｍの場合、第１絶縁膜５の膜厚の最適範囲ｄ１は１８０ｎｍ≦ｄ１≦２５０ｎｍ、図６に示す第１無機配向膜６の膜厚ｄ２が１００ｎｍの場合、第１絶縁膜５の膜厚の最適範囲ｄ１は１５０ｎｍ≦ｄ１≦２２０ｎｍ、となる。このように、第１無機配向膜６の膜厚ｄ２が大きくなるのに伴って、第１絶縁膜５の膜厚ｄ１の最適範囲は小さい側にシフトする。
【００３８】
そこで、第１無機配向膜６の膜厚ｄ２と第１絶縁膜５の膜厚ｄ１の最適な組み合わせを示したのが図７である。図７において、横軸は第１無機配向膜６の光学膜厚［ｎｍ］、縦軸は第１絶縁膜５の光学膜厚［ｎｍ］、である。ここでは、横軸、縦軸ともに、各膜の屈折率と物理的膜厚との積である光学膜厚を用いた。すなわち、第１絶縁膜５の光学膜厚ｒ１は、ｒ１＝ｎ１×ｄ１で表わされ、第１無機配向膜６の光学膜厚ｒ２は、ｒ２＝ｎ２×ｄ２で表わされる。
【００３９】
図４〜図６の最適範囲を図７上に書き表すと、その最適範囲は、第１無機配向膜６の光学膜厚ｒ２を通常用いる範囲である５０≦ｒ２≦１５０の範囲に設定したとき、２点鎖線と実線の２本の直線で挟まれた斜線を付した領域となる。斜線を付した領域を数式で表すと、第１絶縁膜５の光学膜厚ｒ１の最適範囲は、
−１．０１７３×ｒ２＋３６７．２９≦ｒ１≦−１．０１９７×ｒ２＋４６３．３４…（１）
となる。
【００４０】
本実施形態の液晶装置３１によれば、上述したように、反射電極４上に位置する第１絶縁膜５の光学膜厚ｒ１および第１無機配向膜６の光学膜厚ｒ２が最適化されているので、可視光領域のいずれの波長域においても比較的高い光反射率が得られ、かつ、各波長域での光反射率が比較的均一になる。これにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な液晶装置が実現できる。また、反射電極４上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、低コスト化を図ることができる。また、第１絶縁膜５の物理的膜厚が１５０ｎｍ〜２８０ｎｍ程度となり、比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きを十分に低減できる。
【００４１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図８〜図１４を用いて説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、第１絶縁膜および第１無機配向膜の構成が第１実施形態と異なるのみである。
したがって、図８において図１と共通な構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４２】
本実施形態の液晶装置３２では、第１絶縁膜１５として、第１実施形態と異なり、例えばプラズマＣＶＤ法による膜厚２００ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）の上に蒸着法による膜厚１５ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を積層したものを用いる。なお、下層側のプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜は、必ずしもプラズマＣＶＤ法に限らず、常圧ＣＶＤ法、低圧ＣＶＤ法等より形成したものを用いても良い。したがって、第１絶縁膜１５の実膜厚（物理的膜厚）ｄ１は全体で２１５ｎｍとなる。第１絶縁膜１５の実膜厚（物理的膜厚）ｄ１は、１５０ｎｍ≦ｄ１≦２７０ｎｍとするのが好ましい。第１絶縁膜１５の屈折率（平均屈折率）ｎ１は１．４６とする。
【００４３】
第１無機配向膜１６としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を斜方蒸着法により形成したものを用いる。斜方蒸着の条件は第１実施形態と異なり、真空度を５×１０−３Ｐａとし、基板法線方向からＸ軸方向（図８参照）に４５度傾いた方向から蒸着を行う。斜方蒸着により無機配向膜を形成すると、図９に示すように、基板法線方向から見た（Ｚ軸方向に無限大の位置から見た）ときに楕円状の屈折率異方性が生じる。Ｘ軸方向の屈折率（Ｘ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｘは１．４０（＝ｎ２min）、Ｙ軸方向の屈折率（Ｙ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｙは１．４２（＝ｎ２max）、とする。よって、第１無機配向膜１６の平均屈折率ｎ２は１．４１である。第１無機配向膜１６の実膜厚（物理的膜厚）ｄ２は、好ましくは３０ｎｍ≦ｄ２≦１００ｎｍ、一例として６０ｎｍ、とする。
【００４４】
液晶層３の屈折率ｎlcは、ｎlc＝（ｎｅ＋２×ｎｏ）／３（ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）で求められ、ｎlcは１．５２とする。したがって、本実施形態の場合、液晶層３の屈折率ｎlc、第１絶縁膜１５の屈折率ｎ１、第１無機配向膜１６の屈折率ｎ２の大小関係は、ｎlc＞ｎ１＞ｎ２となる。また、第１無機配向膜１６の光学膜厚をｒ２とすると、ｒ２＝ｎ２×ｄ２であるから、ｒ２は略４２≦ｒ２≦１４１となる。なお、本実施形態の場合、第１無機配向膜１６の平均屈折率ｎ２が上記の大小関係を満たせばよいため、第１無機配向膜１６の大きい方の屈折率ｎ２max（ｎｙ）は第１絶縁膜１５の屈折率ｎ１より大きくても良い。
【００４５】
第１実施形態と同様、本発明者は、第１絶縁膜１５が有る場合と無い場合とで光反射率の波長依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図１０に示す。図１０において、横軸は光の波長［ｎｍ］、縦軸は液晶媒質中での光反射率［％］、である。破線の曲線は第１絶縁膜１５が無い場合、実線の曲線は第１絶縁膜１５が有る場合（実膜厚ｄ１＝２１５ｎｍ）、を示す。
【００４６】
波長５５０ｎｍ（緑色光）の領域では、第１絶縁膜１５が有っても無くても光反射率は殆ど変わらない。ところが、波長４６０ｎｍ（青色光）の領域と波長６２０ｎｍ（赤色光）の領域を見ると、第１絶縁膜１５が有る場合の方が、第１絶縁膜１５が無い場合に比べて波長４６０ｎｍでの光反射率と波長６２０ｎｍでの光反射率とが近い値をとる。すなわち、第１絶縁膜１５が有る場合の方が、第１絶縁膜１５が無い場合に比べてフラットな分光特性をとる。このことから、第１絶縁膜１５が無いよりも第１絶縁膜１５が有る方が有利であることが判った。また、本実施形態では、第１実施形態よりもさらに各波長での光反射率の値が近く、よりフラットな分光特性を取る。したがって、第１無機配向膜１６の屈折率ｎ２がより小さい方が、本発明の効果が大きくなることが判った。
【００４７】
次に、第１無機配向膜１６の膜厚を変え、各膜厚における光反射率の第１絶縁膜厚依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図１１〜図１３に示す。図１１〜図１３において、横軸は第１絶縁膜１５の物理的膜厚［ｎｍ］、縦軸は液晶媒質中での光反射率［％］、である。実線の曲線は波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光反射率、破線の曲線は波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光反射率、２点鎖線の曲線は波長６２０ｎｍの光（赤色光）に対する光反射率、をそれぞれ示す。図１１は第１無機配向膜１６の膜厚が３０ｎｍ、図１２は第１無機配向膜１６の膜厚が６５ｎｍ、図１３は第１無機配向膜１６の膜厚が１００ｎｍ、の場合である。
【００４８】
図１１〜図１３から明らかなように、光反射率の第１絶縁膜厚依存性は第１実施形態と同様の挙動を示すが、第１絶縁膜厚の増減に対する光反射率の変動が第１実施形態よりも大きくなっている。第１絶縁膜１５の膜厚の最適な範囲を第１実施形態と同様に判断すると、図１１に示す第１無機配向膜１６の膜厚ｄ２が３０ｎｍの場合、第１絶縁膜１５の膜厚の最適範囲ｄ１は２００ｎｍ≦ｄ１≦２７０ｎｍ、図１２に示す第１無機配向膜１６の膜厚ｄ２が６５ｎｍの場合、第１絶縁膜１５の膜厚の最適範囲ｄ１は１７０ｎｍ≦ｄ１≦２５０ｎｍ、図１３に示す第１無機配向膜１６の膜厚ｄ２が１００ｎｍの場合、第１絶縁膜１５の膜厚の最適範囲ｄ１は１５０ｎｍ≦ｄ１≦２２０ｎｍ、となる。
【００４９】
そこで、第１無機配向膜厚ｄ２と第１絶縁膜厚ｄ１の最適な組み合わせを示したのが図１４である。図１４において、横軸は第１無機配向膜の光学膜厚［ｎｍ］、縦軸は第１絶縁膜の光学膜厚［ｎｍ］、である。ここでは、横軸、縦軸ともに、各膜の屈折率と物理的膜厚との積である光学膜厚を用いた。すなわち、第１絶縁膜の光学膜厚ｒ１は、ｒ１＝ｎ１×ｄ１で表わされ、第１無機配向膜の光学膜厚ｒ２は、ｒ２＝ｎ２×ｄ２で表わされる。
【００５０】
図１１〜図１３の最適範囲を図１４上に書き表すと、その最適範囲は、第１無機配向膜１６の光学膜厚ｒ２を通常用いる範囲である５０≦ｒ２≦１５０の範囲に設定したとき、２点鎖線と実線とで示す２本の直線で挟まれた斜線を付した領域となる。斜線を付した領域を数式で表すと、第１絶縁膜１５の光学膜厚ｒ１の最適範囲は、
−０．７６５１×ｒ２＋３２５．６１≦ｒ１≦−０．７５８７×ｒ２＋４２９．９６…（２）
となる。
【００５１】
本実施形態の液晶装置３２によれば、第１実施形態と同様、第１絶縁膜１５の光学膜厚ｒ１および第１無機配向膜１６の光学膜厚ｒ２が最適化されているので、いずれの波長域でも高い光反射率が得られ、かつ、各波長域での光反射率が均一になる。これにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な液晶装置が得られる。また、反射電極４上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、低コスト化を図ることができる。また、第１絶縁膜１５の物理的膜厚が１５０ｎｍ〜２７０ｎｍ程度となり、比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きを十分に低減できる。
【００５２】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について図１５〜図３６を用いて説明する。
以下の第３、第４実施形態は、反射電極が配置された側と反対側の第２基板の構成を最適化した例である。
図１５は、本実施形態の液晶装置を示す断面図である。図１６は、第２絶縁膜の有無で光透過率の波長依存性を比較したグラフである。図１７〜図１９は、３つの異なる第２無機配向膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。図２０は、最適な光反射率が得られる第２無機配向膜厚と第２絶縁膜厚との関係を示すグラフである。図２１〜図３６は、透明電極膜厚と第２無機配向膜厚の双方を振ったときの光反射率の第２絶縁膜厚依存性を示すグラフである。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、第２基板側の構成が第１実施形態と異なるのみである。
したがって、図１５において図１と共通な構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５３】
本実施形態の液晶装置３３は、図１５に示すように、第２基板２の第１基板１に対向する側の面に、透明電極１７が形成されている。透明電極１７の材料には、光透過率が高いＩＴＯ等の透明導電膜を用いることが好ましい。本実施形態の場合、具体的には、スパッタ法で形成された膜厚１４０ｎｍのＩＴＯを用いる。透明電極１７の実膜厚（物理的膜厚）ｄｔは、１２０ｎｍ≦ｄｔ≦１５０ｎｍとすることが望ましい。また、透明電極１７の屈折率ｎｔは、１．８４である。透明電極１７上には、第２絶縁膜１８、第２無機配向膜１９が基板側からこの順に積層されている。第１基板１側の構成は、第１実施形態もしくは第２実施形態と同様のものを用いることができる。
【００５４】
本実施形態では、第２絶縁膜１８として、プラズマＣＶＤ法による膜厚１００ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）と通常の蒸着法による膜厚１０ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）とを基板側からこの順に積層したものを用いる。よって、第２絶縁膜１８の実膜厚（物理的膜厚）ｄ３は、合計１１０ｎｍとなる。第２絶縁膜１８の実膜厚（物理的膜厚）ｄ３は、好ましくは４０ｎｍ≦ｄ３≦１９０ｎｍ、である。第２絶縁膜１８の屈折率ｎ３は１．４６０とする。
【００５５】
第２無機配向膜１９としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を斜方蒸着法により形成したものを用いる。斜方蒸着の条件は、真空度を５×１０−３Ｐａとし、基板法線方向からＸ軸方向（図１５参照）に５０度傾いた方向から蒸着を行う。第２無機配向膜１９のＸ軸方向の屈折率（Ｘ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｘは１．４６３（＝ｎ４max）、Ｙ軸方向の屈折率（Ｙ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｙは１．４６１（＝ｎ４min）、とする。よって、第２無機配向膜１９の平均屈折率ｎ４は１．４６２である。第２無機配向膜１９の実膜厚（物理的膜厚）ｄ４は、好ましくは３０ｎｍ≦ｄ２≦１００ｎｍ、一例として６０ｎｍ、とする。
【００５６】
液晶層３の屈折率ｎlcは、第１、第２実施形態と同様、１．５２とする。したがって、本実施形態の場合、透明電極１７の屈折率ｎｔ、液晶層３の屈折率ｎlc、第２絶縁膜１８の屈折率ｎ３、第２無機配向膜１９の屈折率ｎ４の大小関係は、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ４＞ｎ３となる。また、第２無機配向膜１９の光学膜厚をｒ４とすると、ｒ４＝ｎ４×ｄ４であるから、ｒ４は略４４≦ｒ２≦１４６となる。なお、本実施形態の場合、第２無機配向膜１９の屈折率は異方性を有しているが、平均屈折率ｎ４が上記の大小関係を満たせばよいため、第２無機配向膜１９の小さい方の屈折率ｎ４min（ｎｙ）は第２絶縁膜１８の屈折率ｎ３より小さくても良い。
【００５７】
ここで、本発明者は、第２絶縁膜１８が有る場合と無い場合とで光透過率の波長依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図１６に示す。図１６において、横軸は光の波長［ｎｍ］、縦軸は第２基板２から液晶層３への光透過率［％］、である。破線の曲線は第２絶縁膜１８が無い場合、実線の曲線は第２絶縁膜１８が有る場合（実膜厚ｄ３＝１１０ｎｍ）、を示す。
【００５８】
波長５５０ｎｍ（緑色光）の領域において、第２絶縁膜１８が有る場合の方が、第２絶縁膜１８が無い場合に比べて光透過率が向上している。また、波長４６０ｎｍ（青色光）の領域と波長６２０ｎｍ（赤色光）の領域においても、第２絶縁膜１８が有る場合の方が、第２絶縁膜１８が無い場合に比べて光透過率が向上し、波長５５０ｎｍでの光透過率に近い値をとる。すなわち、第２絶縁膜１８が有る場合の方が、第２絶縁膜１８が無い場合に比べてフラットな分光特性をとる。このことから、広い波長域にわたって均一な光透過率を得るという観点では、第２絶縁膜１８が無いよりも第２絶縁膜１８が有る方が有利であることが判った。
【００５９】
次に、第２無機配向膜１９の膜厚を変え、各膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図１７〜図１９に示す。図１７〜図１９において、横軸は第２絶縁膜１８の物理的膜厚［ｎｍ］、縦軸は第２基板２から液晶層３への光透過率［％］、である。実線の曲線は波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率、破線の曲線は波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光透過率、２点鎖線の曲線は波長６２０ｎｍの光（赤色光）に対する光透過率、を示す。図１７は第２無機配向膜１９の膜厚が３０ｎｍ、図１８は第２無機配向膜１９の膜厚が６５ｎｍ、図１９は第２無機配向膜１９の膜厚が１００ｎｍ、の場合である。
【００６０】
図１７〜図１９から明らかなように、各場合とも共通して、光透過率は、第２無機配向膜１９の膜厚の増減に伴い、平均値を中心として極大値、極小値を取りながら滑らかに変化する。全体的に、波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光透過率が最も高いレベルにあり、波長６２０ｎｍの光（赤色光）、波長４６０ｎｍの光（青色光）の順に光透過率が低下する。
【００６１】
本実施形態において、第２絶縁膜１８の膜厚の最適な範囲とは、光透過率が最も低い波長４６０ｎｍの光（青色光）における光透過率がその平均値（９８％）以上の領域、と定義する。この領域においては、第２無機配向膜１９の膜厚が変わったとしても（図１７〜図１９のいずれの場合も）、６２０ｎｍの光（赤色光）における光透過率も平均値以上であり、かつ、波長５５０ｎｍの光（緑色光）における光透過率が低下傾向にあって波長６２０ｎｍの光（赤色光）および波長４６０ｎｍの光（青色光）における光透過率に近付いている。
【００６２】
この観点で判断すると、図１７に示す第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４が３０ｎｍの場合、第２絶縁膜１８の膜厚の最適範囲ｄ３は１１０ｎｍ≦ｄ３≦１９０ｎｍ、図１８に示す第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４が６５ｎｍの場合、第２絶縁膜１８の膜厚の最適範囲ｄ３は８０ｎｍ≦ｄ３≦１６０ｎｍ、図１９に示す第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４が１００ｎｍの場合、第２絶縁膜１８の膜厚の最適範囲ｄ３は４０ｎｍ≦ｄ３≦１２０ｎｍ、となる。このように、第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４が大きくなるのに伴って、第２絶縁膜１８の膜厚ｄ３の最適範囲は小さい側にシフトする。
【００６３】
そこで、第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４と第２絶縁膜１８の膜厚ｄ３の最適な組み合わせを示したのが図２０である。図２０において、横軸は第２無機配向膜１９の光学膜厚［ｎｍ］、縦軸は第２絶縁膜１８の光学膜厚［ｎｍ］、である。ここでは、横軸、縦軸ともに、各膜の屈折率と物理的膜厚との積である光学膜厚を用いた。すなわち、第２絶縁膜１８の光学膜厚ｒ３は、ｒ３＝ｎ３×ｄ３で表わされ、第２無機配向膜１９の光学膜厚ｒ４は、ｒ４＝ｎ４×ｄ４で表わされる。
【００６４】
図１７〜図１９の最適範囲を図２０上に書き表すと、その最適範囲は、第２無機配向膜１９の光学膜厚ｒ４を通常用いる範囲である５０≦ｒ４≦１５０の範囲に設定したとき、２点鎖線と実線との２本の直線で挟まれた斜線を付した領域となる。斜線を付した領域を数式で表すと、第２絶縁膜１８の光学膜厚ｒ３の最適範囲は、
−１．０１８９×ｒ４＋２１２．０５≦ｒ３≦−１．０１６×ｒ４＋３２５．６４…（３）
となる。
【００６５】
次に、透明電極１７の膜厚を変えた上で第２無機配向膜１９の膜厚を変え、各膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図２１〜図３６に示す。図２１〜図３６において、横軸は第２絶縁膜１８の物理的膜厚［ｎｍ］、縦軸は第２基板２から液晶層３への光透過率［％］、である。実線の曲線は波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率、破線の曲線は波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光透過率、２点鎖線の曲線は波長６２０ｎｍの光（赤色光）に対する光透過率、を示す。
【００６６】
図２１〜図２５は第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４を３０ｎｍとした場合であり、図２１は透明電極１７の膜厚を１２０ｎｍ、図２２は透明電極１７の膜厚を１３０ｎｍ、図２３は透明電極１７の膜厚を１４０ｎｍ、図２４は透明電極１７の膜厚を１５０ｎｍ、図２５は透明電極１７の膜厚を１６０ｎｍ、とした場合である。また、図２６〜図３１は第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４を６５ｎｍとした場合であり、図２６は透明電極１７の膜厚を７０ｎｍ、図２７は透明電極１７の膜厚を１２０ｎｍ、図２８は透明電極１７の膜厚を１３０ｎｍ、図２９は透明電極１７の膜厚を１４０ｎｍ、図３０は透明電極１７の膜厚を１５０ｎｍ、図３１は透明電極１７の膜厚を１６０ｎｍ、とした場合である。また、図３２〜図３６は第２無機配向膜１９の膜厚ｄ４を１００ｎｍとした場合であり、図３２は透明電極１７の膜厚を１２０ｎｍ、図３３は透明電極１７の膜厚を１３０ｎｍ、図３４は透明電極１７の膜厚を１４０ｎｍ、図３５は透明電極１７の膜厚を１５０ｎｍ、図３６は透明電極１７の膜厚を１６０ｎｍ、とした場合である。
【００６７】
図から明らかなように、透明電極１７の膜厚の変化に伴い、各色光に対する光透過率のレベルが変化する。特に波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率の変動が顕著である。第２無機配向膜厚ｄ４＝６５ｎｍにおいて、透明電極膜厚を７０ｎｍとした図２６を見ると、波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率の平均値、および波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光透過率の平均値がともに９５％を下回っており、光透過率の低下が顕著である。これに対して、透明電極膜厚を１２０ｎｍとした図２１、図２７、図３２を見ると、いずれの第２無機配向膜厚ｄ４においても各色光に対する光透過率が９７％を確保できている。一方、透明電極膜厚を１５０ｎｍとした図２４、図３０、図３５を見ると、いずれの第２無機配向膜厚ｄ４においても波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率が９６％を確保できているのに対し、透明電極膜厚を１６０ｎｍとした図２５、図３１、図３６を見ると、いずれの第２無機配向膜厚ｄ４においても波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率が９５％を下回り、かつ、第２絶縁膜厚の増減に対する光透過率の変動（グラフの曲線の振幅）が極度に大きくなっている。
【００６８】
したがって、図２１〜図３６から、透明電極１７の実膜厚（物理的膜厚）ｄｔは１２０ｎｍ≦ｄｔ≦１５０ｎｍとすることが望ましいと言える。これを光学膜厚ｒｔに換算すると、透明電極１７の光学膜厚ｒｔは２２０ｎｍ≦ｒｔ≦２７６ｎｍとすることが望ましい。
【００６９】
本実施形態の液晶装置３３によれば、上述したように、透明電極１７の光学膜厚ｒｔ、第２絶縁膜１８の光学膜厚ｒ３および第２無機配向膜１９の光学膜厚ｒ４が最適化されているので、可視光領域のいずれの波長域においても高い光透過率が得られ、かつ、各波長域での光透過率が比較的均一になる。これにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な反射型液晶装置が得られる。また、透明電極１７上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、低コスト化を図ることができる。また、第２絶縁膜１８の物理的膜厚が４０ｎｍ〜１９０ｎｍ程度となり、比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きを十分に低減できる。
【００７０】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について図３７〜図４２を用いて説明する。
本実施形態の液晶装置の基本構成は第３実施形態と同様であり、第２絶縁膜および第２無機配向膜の構成が第３実施形態と異なるのみである。
したがって、図３７において図１５と共通な構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７１】
本実施形態の液晶装置３４では、第２絶縁膜２８として、プラズマＣＶＤ法による膜厚１０５ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を用いる。第２絶縁膜２８の屈折率ｎ３は１．４６とする。また、第２無機配向膜２９としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）を斜方蒸着法により形成したものを用いる。斜方蒸着の条件は、真空度を５×１０−３Ｐａとし、基板法線方向からＸ軸方向（図３７参照）に４５度傾いた方向から蒸着を行う。第２無機配向膜２９のＸ軸方向の屈折率（Ｘ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｘは１．４０（＝ｎ４min）、Ｙ軸方向の屈折率（Ｙ軸方向に振動する偏光が感じる屈折率）ｎｙは１．４２（＝ｎ４max）、とする。よって、第２無機配向膜２９の平均屈折率ｎ４は１．４１である。第２無機配向膜２９の実膜厚（物理的膜厚）ｄ４は、好ましくは３０ｎｍ≦ｄ４≦１００ｎｍ、一例として６０ｎｍ、とする。なお、透明電極１７は第３実施形態と同一のものを用いる。
【００７２】
液晶層３の屈折率ｎlcは１．５２とする。したがって、本実施形態の場合、透明電極１７の屈折率ｎｔ、液晶層３の屈折率ｎlc、第２絶縁膜２８の屈折率ｎ３、第２無機配向膜２９の屈折率ｎ４の大小関係は、ｎｔ＞ｎlc＞ｎ３＞ｎ４となる。また、第２無機配向膜２９の光学膜厚をｒ４とすると、ｒ４＝ｎ４×ｄ４であるから、ｒ４は略４２≦ｒ２≦１４１となる。なお、本実施形態の場合、第２無機配向膜２９の平均屈折率ｎ４が上記の大小関係を満たせばよいため、第２無機配向膜２９の大きい方の屈折率ｎmax（ｎｙ）は第２絶縁膜２８の屈折率ｎ３より大きくても良い。
【００７３】
第３実施形態と同様、本発明者は、第２絶縁膜２８が有る場合と無い場合とで光透過率の波長依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図３８に示す。図３８において、横軸は光の波長［ｎｍ］、縦軸は第２基板２から液晶層３への光透過率［％］、である。破線の曲線は第２絶縁膜２８が無い場合、実線の曲線は第２絶縁膜２８が有る場合（実膜厚ｄ３＝１０５ｎｍ）、を示す。
【００７４】
第３実施形態と同様、波長５５０ｎｍ（緑色光）の領域において、第２絶縁膜２８が有る場合の方が、第２絶縁膜２８が無い場合に比べて光透過率が向上している。また、波長４６０ｎｍ（青色光）の領域と波長６２０ｎｍ（赤色光）の領域においても、第２絶縁膜２８が有る場合の方が、第２絶縁膜２８が無い場合に比べて光透過率が向上し、波長５５０ｎｍでの光透過率に近い値をとる。すなわち、第２絶縁膜２８が有る場合の方が、第２絶縁膜２８が無い場合に比べてフラットな分光特性をとる。また、本実施形態では、第３実施形態よりもさらに各波長での光透過率の値が近く、よりフラットな分光特性を取る。したがって、第２無機配向膜２９の屈折率ｎ４がより小さい方が、本発明の効果が大きくなることが判った。
【００７５】
次に、第２無機配向膜２９の膜厚を変え、各膜厚における光透過率の第２絶縁膜厚依存性を比較するシミュレーションを行った。その結果を図３９〜図４１に示す。図３９〜図４１において、横軸は第２絶縁膜２８の物理的膜厚［ｎｍ］、縦軸は第２基板２から液晶層３への光透過率［％］、である。実線の曲線は波長４６０ｎｍの光（青色光）に対する光透過率、破線の曲線は波長５５０ｎｍの光（緑色光）に対する光透過率、２点鎖線の曲線は波長６２０ｎｍの光（赤色光）に対する光透過率、を示す。図３９は第２無機配向膜２９の膜厚が３０ｎｍ、図４０は第２無機配向膜２９の膜厚が６５ｎｍ、図４１は第２無機配向膜２９の膜厚が１００ｎｍ、の場合である。
【００７６】
図３９〜図４１から明らかなように、光透過率の第２絶縁膜厚依存性は第３実施形態と同様の挙動を示すが、第２絶縁膜厚の増減に対する光透過率の変動が第３実施形態よりも大きくなっている。第２絶縁膜２８の膜厚の最適な範囲を第３実施形態と同様に判断すると、図３９に示す第２無機配向膜２９の膜厚ｄ４が３０ｎｍの場合、第２絶縁膜２８の膜厚の最適範囲ｄ３は１００ｎｍ≦ｄ３≦１８０ｎｍ、図４０に示す第２無機配向膜２９の膜厚ｄ４が６５ｎｍの場合、第２絶縁膜２８の膜厚の最適範囲ｄ３は７０ｎｍ≦ｄ３≦１５０ｎｍ、図４１に示す第２無機配向膜２９の膜厚ｄ４が１００ｎｍの場合、第２絶縁膜２８の膜厚の最適範囲ｄ３は５０ｎｍ≦ｄ３≦１３０ｎｍ、となる。
【００７７】
そこで、第２無機配向膜２９の膜厚ｄ４と第２絶縁膜２８の膜厚ｄ３の最適な組み合わせを示したのが図４２である。図４２において、横軸は第２無機配向膜２９の光学膜厚［ｎｍ］、縦軸は第２絶縁膜２８の光学膜厚［ｎｍ］、である。ここでは、横軸、縦軸ともに、各膜の屈折率と物理的膜厚との積である光学膜厚を用いた。すなわち、第２絶縁膜２８の光学膜厚ｒ３は、ｒ３＝ｎ３×ｄ３で表わされ、第２無機配向膜２９の光学膜厚ｒ４は、ｒ４＝ｎ４×ｄ４で表わされる。
【００７８】
図３９〜図４１の最適範囲を図４２上に書き表すと、その最適範囲は、第２無機配向膜２９の光学膜厚ｒ４を通常用いる範囲である５０≦ｒ４≦１５０の範囲に設定したとき、２点鎖線と実線との２本の直線で挟まれた斜線を付した領域となる。斜線を付した領域を数式で表すと、第２絶縁膜２８の光学膜厚ｒ３の最適範囲は、
−０．８４０１×ｒ４＋１８９．７６≦ｒ３≦−０．８３２３×ｒ４＋３０２．７…（４）
となる。
【００７９】
本実施形態の液晶装置３４によれば、第３実施形態と同様、透明電極１７の光学膜厚ｒｔ、第２絶縁膜２８の光学膜厚ｒ３および第２無機配向膜２９の光学膜厚ｒ４が最適化されているので、いずれの波長域でも高い光透過率が得られ、かつ、各波長域での光透過率が均一になる。これにより、美しい白表示や良好な色バランス、明るい表示を実現可能な反射型液晶装置が得られる。また、透明電極１７上に１層の絶縁膜のみを形成すれば済むため、低コスト化を図ることができる。また、第２絶縁膜２８の物理的膜厚が５０ｎｍ〜１８０ｎｍ程度となり、比較的厚い絶縁膜となるため、フリッカーや焼き付きを十分に低減できる。
【００８０】
［プロジェクターの実施形態］
以下、本発明のプロジェクターの一実施形態について、図４３を用いて説明する。図４３は本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【００８１】
本実施形態のプロジェクター７００は、システム光軸Ｌに沿って配置された光源部１１０、インテグレータレンズ１２０、偏光変換素子１３０から概略構成される偏光照明装置１００、偏光照明装置１００から射出されたＳ偏光光束をＳ偏光反射面２０１により反射させる偏光ビームスプリッター２００、偏光ビームスプリッター２００のＳ偏光反射面２０１から反射された光のうち、青色光（Ｂ光）成分を分離するダイクロイックミラー４１２、分離された青色光を変調する光変調素子３００Ｂ、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ光）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー４１３、分離された赤色光を変調する光変調素子３００Ｒ、ダイクロイックミラー４１３を透過する残りの緑色光を変調する光変調素子３００Ｇ、３つの光変調素子３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー４１２，４１３、偏光ビームスプリッター２００にて合成し、この合成光をスクリーン６００に投射する投射レンズを含む投射光学系５００、から構成されている。そして、光変調素子３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂに上記第１〜第４実施形態の液晶装置が用いられている。
【００８２】
本実施形態によれば、光変調素子３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂに、均一で高い光反射率を有する上記第１〜第４実施形態の液晶装置が用いられているので、表示品位に優れたプロジェクターを実現することができる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。上の説明では、第１、第２実施形態で第１基板（素子基板）側の構成、第３、第４実施形態で第２基板（対向基板）側の構成について別々に述べたが、液晶装置全体としてはいずれの実施形態を組み合わせてもかまわない。ただし、双方の基板で無機配向膜の成膜条件を共通化するという観点では、第１実施形態と第３実施形態、第２実施形態と第４実施形態、という組み合わせが好ましい。より高い本発明の効果を得るという観点では、第２実施形態と第４実施形態の組み合わせが好ましい。
【００８４】
また、第１基板として用いた素子基板は、ＴＦＴ基板に限るものではなく、画素スイッチング素子に薄膜ダイオード（Thin Film Diode, ＴＦＤと略記する）を用いたＴＦＤ基板であっても良い。あるいは、画素スイッチング素子を持たないパッシブマトリクス型液晶装置に本発明を適用しても良い。また、反射電極は、入射光の略全てを反射するものの他、入射光の一部を反射し、一部を透過する、いわゆる半透過反射板の機能を有する電極であっても良い。その他、上記実施形態で挙げた各種膜の材料、膜厚、屈折率、製造方法等の具体的な記載はほんの一例であり、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１…第１基板、２…第２基板、３…液晶層、４…反射電極、５，１５…第１絶縁膜、６，１６…第１無機配向膜、７，１７…透明電極、８，１９，２９…第２無機配向膜、１８，２８…第２絶縁膜、３１，３２，３３，３４…液晶装置、１１０…光源部、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…光変調素子、５００…投射光学系、７００…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８】
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【図９】
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【図１０】
2011164330.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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