(57)【要約】【課題】可視光全域にわたって反射率を改善したプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ装置に用いる反射型液晶表示装置１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極１１上に厚さ１０〜３０ｎｍの銀又は銀合金層１２を有してなる反射電極を有する。銀又は銀合金層１２は、赤色光に対しては１０〜３０ｎｍ、緑色及び青色光に対しては３０〜７０ｎｍの厚さが好適である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、
赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、
緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、
青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、
を有し、
前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜３０ｎｍの前記銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有すること、
を特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、
赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、
緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、
青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、
を有し、
前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ３０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜７０ｎｍの前記銀又は銀合金層有してなる反射電極を有すること、
を特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項３】
スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、
赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、
緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、
青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、
を有し、
前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ３０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜３０ｎｍの前記銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有すること、
を特徴とするプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示素子を用いたプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大画面を表示するプロジェクタ装置が提供されている。プロジェクタ装置では、スクリーンに投射する画像を変調する素子として、透過型液晶表示素子などとともに反射型液晶表示素子が利用されている。
【０００３】
プロジェクタ装置の表示性能としては、画面の明るさが非常に重要である。明るさを向上する方法としては、光源や光学系の効率も重要であるが、反射型表示液晶表示素子においては反射電極の反射率が基本的に重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に反射電極はアルミニウム（Ａｌ）単体またはアルミニウム銅（ＡｌＣｕ）、アルミニウムケイ素銅（ＡｌＳｉＣｕ）などのアルミニウム合金層で作られているが、液晶中での反射率は８９％程度で必ずしも十分とはいえない状況である。
【０００５】
反射率を増す方法としては、低屈折率と高屈折率の誘電体を積層した増反射膜を付与するのが一般的である。しかし増反射膜のような誘電体膜を駆動電極と液晶の間に付加すると、駆動電圧が高くなる、チャージアップが起こりやすくなるなどの問題が発生する。これらの問題は、素子の信頼性や歩留り低下につながり大きな問題となる。
【０００６】
この問題を回避する方法として、反射電極に本来反射率の高い銀（Ａｇ）またはＡｇ合金を用いることが考えられている。
【０００７】
図６は、Ａｇ単層及びＡｌ単層の反射率を示す図である。前記反射率は、液晶層を介したものである。
【０００８】
図６の特性曲線ａのＡｇ単層の反射率に示すように、Ａｇは、長波長の反射率は非常に高いが短波長の反射率が低く４５０ｎｍ以下ではＡｌを下回る状況である。同図中の特性曲線ｂは、比較のためにＡｌ単層の反射率を示す。
【０００９】
プロジェクタ装置の明るさは三原色のバランスが重要で、白バランスをとった場合一番暗い色で制限されてしまう。発光効率の高い超高圧水銀ランプでは、赤色の出力が小さいため長波長の反射率を上げることは大変有効である。
【００１０】
ところで、高輝度のプロジェクタ装置では、強い光でもコントラストの高い表示を維持するため、光学ガラスに光弾性率の小さい鉛ガラスを用いるのが一般的である。しかし鉛ガラスは短波長での吸収が大きく、青色の光量不足が問題となる。
【００１１】
したがって、長波長側の反射率をいくら上げても白バランスをとったときの輝度が上がらず効果が小さいことがわかる。青色用の素子だけ別に作製する方法もあるが、一般に青色用素子の製造仕様の規準はゆるく、ディフェクト等で緑色用の規準を満たさなかった素子でも使えることから、別設計にすると歩留りが明らかに悪化する。
【００１２】
本発明は前述の点を鑑み、可視光全域にわたる反射率を改善したプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【発明を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタ装置は、スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、を有し、前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜３０ｎｍの前記銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有する。
【００１４】
また、スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、を有し、前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ３０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜７０ｎｍの前記銀又は銀合金層有してなる反射電極を有する。
【００１５】
さらに、スクリーン上に画像を投射するプロジェクタ装置において、赤色光を変調する第１の反射型液晶表示素子と、緑色光を変調する第２の反射型液晶表示素子と、青色光を変調する第３の反射型液晶表示素子と、を有し、前記第１及び第２の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ３０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有し、前記第３の反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜３０ｎｍの前記銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有する。
【００１６】
さらにまた、反射型液晶表示素子は、アルミニウム又はアルミニウム合金電極上に厚さ１０〜７０ｎｍの銀又は銀合金層を有してなる反射電極を有する。
【００１７】
好ましくは、前記反射電極は、誘電体の積層構造による増反射膜を有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、プロジェクタ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、反射型液晶表示素子１０の概略的な構成を示す断面図である。
【００２０】
反射型液晶表示素子１０は、図示しない基板上に形成されたアルミニウム（Ａｌ）パターンによるＡｌ電極１１と、Ａｌ電極１１上に形成された銀（Ａｇ）層１２と、Ａｇ層１２上に形成された第１の配向膜１３と、第１の配向膜１３上の液晶層１４と、液晶層１４上の第２の配向膜１５と、第２の配向膜１５上の透明電極１６と、透明電極１６上のガラス基板１７を有している。
【００２１】
Ａｌ電極１１及びＡｇ層１２は、反射電極を構成している。反射型液晶表示素子１０に入射した光は、液晶層１４などを介して、この反射電極によって反射される。
【００２２】
前記基板には、ガラス基板を用いることができる。また、前記基板には、液晶層１４を駆動する薄膜トランジスタが形成されたシリコン基板を用いることができる。
【００２３】
液晶層１４は、例えば２〜５μｍの厚みを有し、より具体的には３．１〜３．３μｍの厚みを有する。液晶層１４に使用する液晶は、負の誘電率を有するネマチック液晶である。
【００２４】
本実施の形態では反射電極を構成する材料としてＡｌとＡｇの例を示したが、アルミニウム銅（ＡｌＣｕ）又はアルミニウムケイ素銅（ＡｌＳｉＣｕ（Ａｌ：〜９５％））と、銀パラジウム銅（ＡｇＰｄＣｕ（Ａｇ：〜９５％））とで構成してもほぼ同等の特性を得ることができる。
【００２５】
Ａｌ電極１１を用いずにＡｇ電極で構成すると、厚みの制御が複雑となるとともにトランジスタ回路等の性能や歩留まりに問題を生じる。本実施の形態では、Ａｌ電極１１電極とＡｇ層１２による複合構造により、前記性能や歩留まりも改善している。
【００２６】
ここで、第１の実施の形態の反射型液晶表示素子を説明する。なお、この実施の形態においても、対応する部材には前述の符号を流用する。
【００２７】
透明なＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）透明電極１６付きガラス基板１７とＡｌ電極１１の１００ｎｍ以上付いたガラス基板を用意する。Ａｌ電極１１上にスパッタ法によりＡｇ層１２を積層する。これらのガラス基板の電極面に斜方蒸着法によりＳｉＯ２の配向膜を２０ｎｍ形成し、スペーサを介して張り合わせ、液晶を注入して液晶層１４とする。
【００２８】
図２は、異なった厚さのＡｇ層１２を有するＡｌ電極１１の反射率を示す図である。前記反射率は、液晶層１４を介したものである。
【００２９】
図中の特性曲線は、次の表１に示す通りである。表１において、第３行以下のＡｇ層１２は、Ａｌ電極１１上にＡｇ層１２を形成したものである。
【００３０】
【表１】
2004012670.tif 000003
長波長の反射率はＡｇ層１２が厚くなるに従い増加する。４００ｎｍ付近の反射率は、Ａｇ層１２が厚くなるに従い一旦上昇するがすぐ減少に転じる。Ａｇ層１２が厚さ５０ｎｍ以上では４４０ｎｍ以下の波長でＡｇ層１２なしより低下する。Ａｇ層１２が厚さ７０ｎｍより大きいところでは、Ａｇ単層とほとんど変わらなくなる。
【００３１】
これらの結果からＡｇ層１２は、１０〜７０ｎｍの厚みで有効な増反射効果が得られることがわかる。これらの内、第１の実施の形態は、特性曲線ｄの２０ｎｍに対応している。
【００３２】
第１の実施の形態によると、可視光全域にわたって高い反射率が得られる。また、信頼性の高い素子が歩留り良く生産できる。
【００３３】
次に、第２の実施の形態の反射型液晶表示素子を説明する。なお、この実施の形態においても、対応する部材には前述の符号を流用する。
【００３４】
ＩＴＯ透明電極１６付きガラス基板１７とＡｌ電極１１の１００ｎｍ以上付いたガラス基板を用意する。Ａｌ電極１１上にスパッタ法によりＡｇ層１２を３０ｎｍ積層する。さらに蒸着法によりＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜を準次λ／４厚づつ積層して増反射膜とする。λは３８０ｎｍとする。これらのガラス基板の電極面に斜方蒸着法によりＳｉＯ２の配向膜を５０ｎｍ形成し、スペーサを介して張り合わせ、液晶を注入して液晶層１４とする。
【００３５】
ここで、参考例として、従来の増反射膜付きの反射型液晶表示素子の一例を説明する。
【００３６】
ＩＴＯ電極膜付きガラス基板とＡｌ電極の１００ｎｍ以上付いたガラス基板を用意する。Ａｌ電極上に蒸着法によりＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜を準次λ／４厚づつ積層する。λは５５０ｎｍとする。これらのガラス基板の電極面に斜方蒸着法によりＳｉＯ２の配向膜を５０ｎｍ形成し、スペーサを介して張り合わせ、液晶を注入して液晶層とする。
【００３７】
図３は、前記第２の実施の形態及び参考例の反射型液晶表示素子の反射率を示す図である。前記反射率は、液晶層を介したものである。
【００３８】
図中の特性曲線ａは従来の参考例を示し、特性曲線ｂは第２の実施の形態の反射型液晶表示素子を示す。
【００３９】
図２の特性曲線ｄと図３の特性曲線ａを比較すると、５４５ｎｍ付近の中間波長（緑色）に対しては従来の参考例のほうが高い反射率が得られるが、４４０ｎｍ以下および６５０ｎｍ以上の波長においては、増反射膜を有しない第１の実施の形態の方が高い反射率を示す。すなわち、第１の実施の形態では、誘電体増反射膜なしで、可視光全域にわたって従来の増反射膜付き電極とほぼ同等の反射率が得られる。
【００４０】
図３の特性曲線ａ及びｂを比較すると、第２の実施の形態では従来の参考例より薄い誘電体膜厚で、可視光全域にわたって反射率の高い電極の得られることがわかる。
【００４１】
したがって、第２の実施の形態の反射型液晶表示素子によると、従来より薄い誘電体膜で、すべての波長で従来より高い反射率がえられ、プロジェクタ装置の高輝度化に貢献することができる。
【００４２】
図４は、第１の形態のプロジェクタ装置２０の構成を示す図である。
【００４３】
プロジェクタ装置２０は、前述のようにＡｌ電極上にＡｇ層を形成して構成された赤色（Ｒ）用反射型液晶表示素子（第１の反射型液晶表示素子）２４、緑色（Ｇ）用反射型液晶表示素子（第２の反射型液晶表示素子）２８及び青色（Ｂ）用反射型液晶表示素子（第３の反射型液晶表示素子）２５を用い、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調してスクリーンに投射し、画像を表示する。
【００４４】
前記赤色用反射型液晶表示素子２４は、略６１０ｎｍの波長の赤光光を想定し、Ａｌ電極上に、３０〜８０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、より好ましくは３０〜７０ｎｍである。
【００４５】
前記緑色用反射型液晶表示素子２８は、略５４５ｎｍの波長の緑色光を想定し、Ａｌ電極上に、２０〜８０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、より好ましくは３０〜７０ｎｍである。
【００４６】
前記青色用反射型液晶表示素子２４は、略４８０ｎｍの波長の青色光を想定し、Ａｌ電極上に、５〜２０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、より好ましくは１０〜２０ｎｍである。
【００４７】
すなわち、プロジェクタ装置２０は、何れも赤色光、緑色光及び青色光の内、緑色光の偏光面を９０度回転させる第１の偏光板２１と、緑色光を透過し、赤色光及び青色光を反射する第１の偏光ビームスプリッタ２２と、第１の偏光ビームスプリッタ２２で反射された赤色光及び青色光の内、赤色光の偏光面を９０度回転させる第２の偏光板２３と、を有している。
【００４８】
また、プロジェクタ装置２０は、赤色光を変調する赤色光用反射型液晶表示素子２４と、青色光を変調する青色光用反射型液晶表示素子２５と、第２の偏光板２３からの赤色光及び青色光の内、赤色光を透過して青色光を反射し、赤色用反射型液晶表示素子２４で変調された赤色光を反射し、青色用反射型液晶表示素子２５で変調された青色光を透過する第２の偏光ビームスプリッタ２６と、を有している。
【００４９】
さらに、プロジェクタ装置２０は、緑色光を変調する緑色光用反射型液晶表示素子２８と、第１の偏光ビームスプリッタ２２を透過した緑色光を透過し、緑色光用反射型液晶表示素子２８で変調された緑色光を反射する第３の偏光ビームスプリッタ２７と、を有している。
【００５０】
さらにまた、プロジェクタ装置２０は、第２の偏光ビームスプリッタ２６からの赤色光及び青色光の内、赤色光の偏光面を９０度回転させる第３の偏光板２９と、第３の偏光板２９からの赤色光及び青色光を透過し、第３の偏光ビームスプリッタ２７で反射された緑色光を反射する第４の偏光ビームスプリッタ３０と、第４の偏光ビームスプリッタ３０からの赤色光、緑色光及び青色光の内、緑色光の偏光面を９０度回転させる第４の偏光板３１と、を有している。
【００５１】
プロジェクタ装置２０に入射したＳ波の赤色光は、第１の変調板２１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ２２で反射され、第２の偏光板２３でＰ波に変換され、第２の偏光ビームスプリッタ２６を透過し、赤色光用変調素子２４で変調されＳ波となり、第２の偏光ビームスプリッタ２６で反射され、第３の偏光板２９でＰ波に変換され、第４の偏光ビームスプリッタ３０及び第４の偏光板３１を透過する。
【００５２】
プロジェクタ装置２０に入射したＳ波の緑色光は、第１の変調板２１でＰ波に変換され、第１の偏光ビームスプリッタ２２及び第３の偏光ビームスプリッタ２７を透過し、赤色用液晶表示素子２８で変調されＳ波となり、第３の偏光ビームスプリッタ２７で反射され、第４の偏光ビームスプリッタ３０で反射され、第４の偏光板３１でＰ波に変換される。
【００５３】
プロジェクタ装置２０に入射したＳ波の青色光は、第１の偏光板２１を透過し、第１の偏光ビームスプリッタ２２で反射され、第２の偏光板２３を透過し、第２の偏光ビームスプリッタ２６で反射され、青色光用液晶表示素子２５で変調されてＰ波となり、第２の偏光ビームスプリッタ２６、第３の偏光板２９、第４の偏光ビームスプリッタ３０及び第４の偏光板３１を透過する。
【００５４】
この第１の実施のプロジェクタ装置２０は、前述の第１又は第２の実施の形態の反射型液晶素子を採用することで、可視光全域にわたって反射率を改善し、高輝度な性能を有する。
【００５５】
図５は、第２の実施の形態のプロジェクタ装置４０の構成を示す図である。
【００５６】
プロジェクタ装置４０は、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調してスクリーンに投射する赤色光ユニット、緑色光ユニット及び青色光ユニットを有し、赤色光、緑色光及び青色光をスクリーン上で重ね合わせ、画像を表示する。赤色光ユニット、緑色光ユニット及び青色光ユニットは、それぞれ前述のようにＡｌ電極上にＡｇ層を形成して構成された反射型液晶表示素子を有している。図には、プロジェクタ装置４０に含まれる例えば赤色光ユニットの構成を示している。他の緑色光ユニット及び青色光ユニットも同様の構成を有している。
【００５７】
前記赤色光ユニットに備えられる赤色光用液晶表示素子（第１の反射型液晶表示素子）は、略６１０ｎｍの赤色光を想定し、Ａｌ電極上に３０〜８０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、好ましくは３０〜７０ｎｍである。
【００５８】
前記緑色光ユニットに備えられる緑色光用液晶表示素子（第２の反射型液晶表示素子）は、略５４５ｎｍの緑色光を想定し、Ａｌ電極上に２０〜８０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、好ましくは３０〜７０ｎｍである。
【００５９】
前記青色光ユニットに備えられる赤色光用液晶表示素子（第３の反射型液晶表示素子）は、略４８０ｎｍの青色光を想定し、Ａｌ電極上に３０〜８０ｎｍの厚さのＡｇ層を有する。このＡｇ層の厚さは、好ましくは３０〜７０ｎｍである。
【００６０】
プロジェクタ装置４０は、偏光ビームスプリッタ４１と、１／２波長板４２と、反射型液晶表示素子４３とを有している。
【００６１】
入射したＰ波は、偏光ビームスプリッタ４１を透過し、１／２波長板４２でＳ波に変換され、反射型液晶表示素子４３で変調されてＰ波となり、１／２波長板４２でＳ波に変換され、偏光ビームスプリッタ４１で反射される。
【００６２】
この第２の実施のプロジェクタ装置４０は、可視光全域にわたって反射率を改善し、高輝度な性能を有する。
【００６３】
なお、前述の実施の形態は、本発明を適用した具体例に過ぎず、本発明はこれに限定されない。本発明の範囲を逸脱しない限り、所望の対象に適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
前述のように、本発明によると、可視光全域にわたって反射率を改善した反射電極を有する反射型液晶表示素子及びこのような液晶表示素子を有するプロジェクタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射型液晶表示装置の概略的な構成を示す断面図である。
【図２】異なった厚さのＡｇ層を有するＡｌ電極の反射率を示す図である。
【図３】第２の実施及び参考例の反射型液晶表示素子による反射率を示す図である。
【図４】第１の形態のプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態のプロジェクタ装置の構成を示す図である。
【図６】Ａｇ単層及びＡｌ単層の反射率を示す図である。
【符号の説明】
１１　Ａｌ電極
１２　Ａｇ層
１３　第１の配向膜
１４　液晶層
１５　第２の配向膜
１６　透明電極
１７　ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004012670.tif 000006
【図４】
2004012670.tif 000007
【図５】
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【図６】
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