(57)【要約】【課題】液晶ライトバルブの液晶材料の変更を行わずに、良好な特性を実現することが可能な投射型液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】光源５２０と、３つの液晶ライトバルブ５２５Ｒ，５２５Ｇ，５２５Ｂと、光源から出射された光を互いに異なる主波長を有する赤色光、緑色光、青色光の色光に分離し、３つの液晶ライトバルブの各々に導く集光光学系と、液晶ライトバルブで光変調した光を拡大して投射する投射光学系５０６と、を有し、３つの液晶ライトバルブの温度Ｔが、Ｔ（赤色光の液晶ライトバルブ）＜Ｔ（緑色光の液晶ライトバルブ）≦Ｔ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足するように温度を保持可能な機能を含む。【選択図】図１５
2007233069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
３つの液晶ライトバルブと、
上記光源から出射された光を互いに異なる主波長を有する赤色光、緑色光、青色光の色光に分離し、上記３つの液晶ライトバルブの各々に導く集光光学系と、
上記液晶ライトバルブで光変調した光を拡大して投射する投射光学系と、を有し、
上記３つの液晶ライトバルブの温度Ｔが、Ｔ（赤色光の液晶ライトバルブ）＜Ｔ（緑色光の液晶ライトバルブ）≦Ｔ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足するように温度を保持可能な機能を含む
投射型液晶表示装置。
【請求項２】
上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの実装パッケージ形態が異なる
請求項１記載の投射型液晶表示装置。
【請求項３】
上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに用いる防塵用厚板透明基板材料が異なる
請求項１記載の投射型液晶表示装置。
【請求項４】
上記液晶ライトバルブは、複数の画素領域を開口する遮光層と、２つの基板とを有し、上記２つの基板が所定間隙で対向するようにシール材で貼り合わせた一対の基板間に液晶層が挟持され、
上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに用いる少なくとも一方の基板の遮光層の形成面積が異なる
請求項１記載の投射型液晶表示装置。
【請求項５】
上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに吹き付けられる冷却用の風量の大きさが他と異なる
請求項１記載の投射型液晶表示装置。
【請求項６】
青色光の液晶ライトバルブに用いるフレーム材料が、少なくとも赤色光の液晶ライトバルブに用いられるフレーム材料より放熱効果の小さい材料により形成されている
請求項２記載の投射型液晶表示装置。
【請求項７】
青色光の液晶ライトバルブに用いる防塵用厚板透明基板材料がサファイアもしくは水晶である
請求項３記載の投射型液晶表示装置。
【請求項８】
液晶ライトバルブの少なくとも一方の基板の遮光層の形成面積Ｓが、Ｓ（赤色光の液晶ライトバルブ）＞Ｓ（緑色光の液晶ライトバルブ）≧Ｓ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足する
請求項４記載の投射型液晶表示装置。
【請求項９】
液晶ライトバルブに吹き付けられる冷却風の風量の大きさＦが、Ｆ（赤色光の液晶ライトバルブ）＜Ｆ（緑色光の液晶ライトバルブ）≦Ｆ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足する
請求項５記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１０】
上記液晶ライトバルブは、液晶を所定方向に配向させるための配向膜が形成されており、
配向膜材料は、無機系配向膜である
請求項１から９のいずれか一に記載の投射型液晶表示装置。
【請求項１１】
液晶層に用いる液晶材料は室温での屈折率異方性が0.10以上であり、セルギャップが4μm以下である
請求項１から１０のいずれか一に記載の投射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子を用いた投射型液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置では、光源から出射される光を赤、緑、青に分離し、各色光を液晶表示素子（以下、ＬＣＤという）により構成される３つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束をダイクロックミラーあるいはダイクロックミラープリズムにより、再び合成して、投射面に拡大投射している。
そして、液晶プロジェクタ等に搭載されるライトバルブとしては、一般に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴという）駆動によるアクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤが用いられる。
【０００３】
アクティブマトリクス駆動方式のＬＣＤのほとんどには、ネマティック液晶が用いられており、主な表示方式としては、旋光モードのＬＣＤがある。
旋光モードのＬＣＤで用いられるネマティック液晶は、９０°捩れた分子配列を持つツイステッドネマティック（ＴＮ型）液晶であり、原理的に白黒表示で、高いコントラスト比と良好な階調表示性を示す。
【０００４】
配向膜が形成された２枚の基板は、各基板の配向膜が対向して配置され、実際に画像が表示される表示領域の周囲において、シール材により貼り合わされる。基板間隙を制御するためのスペーサを形成し、液晶が封入されて、液晶セルが製造される。
なお、前述した液晶は、数種類の単体液晶材料からなり、液晶組成物ともよばれる。
製造された液晶セルに偏光板が取り付けられて液晶表示素子が製造される。
【特許文献１】特許第２７９８０７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液晶材料は、棒状の形をしており、分子長軸方向と短軸方向では電子密度が異なるため、複屈折率を持つ。液晶分子の長軸方向の屈折率と短軸方向の屈折率の差を屈折率異方性（以下Δｎ）という。このΔｎとセルギャップ（ｄ）の積Δｎ・ｄをリタデーションといい、長軸と短軸の２つの方向に分解された光が液晶層を通過したときの光路差を示す。
【０００６】
たとえば、ＴＮ型液晶において、最大透過率特性を得るためには、下記式に基づくΔｎｄ設計を用いる。
クロスニコル下にＴＮ型液晶配向セルを置いた場合（ＴＮ配向で電圧ＯＦＦ時の透過率）は、次のようになる。
【０００７】
［数１］
Ｔ＝1-｛sin2 （（1+u2）1/2 ×π/2）｝/ （1+u2）
u=2Δnd/λ
【０００８】
・（1+u2 ）1/2 =2nとなれば最大（Max）となる。
・Δnd=（4n2 -1 ）1/2 × （λ/2）のときMaxとなる。
したがって、次の関係を得る。
【０００９】
［数２］
１ｓｔΔnd＝√３×（λ/2）
【００１０】
上記式から、緑色光（550nm）における最大透過率設計は、Δnd＝0.48μmとなり、たとえば、セルギャップ4μmのときは、Δn＝0.12が理論上必要となる。
【００１１】
しかしながら、液晶材料には、図１に示すように、波長による分散があり、高波長ほどΔｎが低くなる傾向がある。
すなわち、Δｎは、青色光（450nm）＞緑色光（550nm）＞赤色光（650nm）の順に低くなる。
【００１２】
この場合、投射型液晶表示装置の液晶ライトバルブとなる液晶パネルにおける電気光学特性は、入射する光の波長によって異なってしまうという不利益があった。
特に、赤色光の液晶ライトバルブにおいては、明るさが足りないという不利益があり、ホワイトバランスが取れないといった課題があった。
【００１３】
さらに、液晶プロジエクタ等の投射型表示装置の小型化にともなって液晶ライトバルブも小型化され、一方では画素の高精細化、高輝度化が進展している。高精細化に伴い、液晶表示素子の画素ピッチ間は小さくなる。
ゆえに遮光部が形成される範囲もどんどん狭くなり、たとえば、基板サイズが２２．９ｍｍ（０．９インチ）ＸＧＡ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ａｒｒａｙ）タイプの場合、画素数は1024×768であり、ピクセルピッチは１８μｍとなっている。
【００１４】
このような２０μｍ以下の狭ピッチ高精細デバイスにおいては、横電界による配向異常発生等の課題があり、この対策としては、狭ギャップ化、すなわちセルギャップを薄くして、ＴＦＴアレイ基板と対向基板の上下方向の電界を強め、横方向の電界の影響を防止することが効果的である。
最大透過率特性を得るには、前述したセルギャップを薄くするといった対策を施した場合、前述式から液晶のΔｎを高くする必要があるが、こうした高Δｎ系の材料においては、波長分散はより大きくなる方向になり、さらに画質面での劣化は進む一方であった。
【００１５】
これらの問題を解決するために、Δｎｄを各液晶ライトバルブごとに調整する方法は、一般的に提案されてきた（たとえば特許文献１参照）。
特許文献１のＬＣＤにおいては、一例として、赤色光、緑色光、青色光に対応してΔｎ値の異なる液晶材料をそれぞれ赤色光で最も大きく青色光で最も小さく緑色光に対してその中間になるように形成し、Δｎｄの調整を行っている。
【００１６】
しかしながら、これらの方法は、液晶材料を液晶ライトバルブごとに変更しなくてはならないことから、工程が煩雑となり、コストアップの要因の一つとなる。
また、液晶バルブごとに（電気光学特性は同等としても）信頼性や物性が異なるので、品質面でも不安定であるといった不利益があった。
【００１７】
本発明の目的は、液晶ライトバルブの液晶材料の変更を行わずに、良好な特性を実現することが可能な投射型液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の投射型液晶表示装置は、光源と、３つの液晶ライトバルブと、上記光源から出射された光を互いに異なる主波長を有する赤色光、緑色光、青色光の色光に分離し、上記３つの液晶ライトバルブの各々に導く集光光学系と、上記液晶ライトバルブで光変調した光を拡大して投射する投射光学系と、を有し、上記３つの液晶ライトバルブの温度Ｔが、Ｔ（赤色光の液晶ライトバルブ）＜Ｔ（緑色光の液晶ライトバルブ）≦Ｔ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足するように温度を保持可能な機能を含む。
【００１９】
好適には、上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの実装パッケージ形態が異なる。
【００２０】
好適には、上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに用いる防塵用厚板透明基板材料が異なる。
【００２１】
好適には、上記液晶ライトバルブは、複数の画素領域を開口する遮光層と、２つの基板とを有し、上記２つの基板が所定間隙で対向するようにシール材で貼り合わせた一対の基板間に液晶層が挟持され、上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに用いる少なくとも一方の基板の遮光層の形成面積が異なる。
【００２２】
好適には、上記３つの液晶ライトバルブのうち、少なくともひとつの液晶ライトバルブに吹き付けられる冷却風の風量の大きさが他と異なる。
【００２３】
好適には、青色光の液晶ライトバルブに用いるフレーム材料が、少なくとも赤色光の液晶ライトバルブに用いられるフレーム材料より放熱効果の小さい材料により形成されている。
【００２４】
好適には、青色光の液晶ライトバルブに用いる防塵用厚板透明基板材料がサファイアもしくは水晶である。
【００２５】
好適には、液晶ライトバルブの少なくとも一方の基板の遮光層の形成面積Ｓが、Ｓ（赤色光の液晶ライトバルブ）＞Ｓ（緑色光の液晶ライトバルブ）≧Ｓ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足する。
【００２６】
好適には、液晶ライトバルブに吹き付けられる冷却風の風量の大きさＦが、Ｆ（赤色光の液晶ライトバルブ）＜Ｆ（緑色光の液晶ライトバルブ）≦Ｆ（青色光の液晶ライトバルブ）の関係を満足する。
【００２７】
好適には、上記液晶ライトバルブは、液晶を所定方向に配向させるための配向膜が形成されており、配向膜材料は、無機系配向膜である。
【００２８】
好適には、液晶層に用いる液晶材料は室温での屈折率異方性が0.10以上であり、セルギャップが4μm以下である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、赤色光、緑色光、青色光の各波長の液晶ライトバルブの温度を制御することにより、Δｎｄを最適化できる。この結果、ホワイトバランスのよい高コントラストの優れた画質が実現できる。
また、液晶ライトバルブの製造プロセスや材料系は従来と同じものを使うため、コストアップしないで、高品質の液晶表示装置を実現できる。また、パッケージや製品セット時の温度制御によりΔｎｄの変更ができるため所望の色調整が容易であるといった効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面に関連付けて説明する。
【００３１】
本実施形態においては、投射型液晶表示装置の液晶ライトバルブに適用されるアクティブマトリクス型液晶表示素子の特徴的な構成および機能を説明した後、この液晶ライトバルブが適用される投射型液晶表示装置に概略構成および機能について説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【００３３】
本実施形態に係る液晶表示素子１０は、図２に示すように、ＴＦＴアレイ基板１１と、ＴＦＴアレイ基板１１に対向配置される透明な対向基板１２とを備えている。
ＴＦＴアレイ基板１１は、たとえば透過型の場合、石英基板、反射型の場合、たとえばシリコン材料に基板により形成される。対向基板１２は、たとえばガラス基板や石英基板により形成される。ＴＦＴアレイ基板１１には、透過型の場合、画素電極１３が設けられている。
画素電極１３は、たとえばIＴＯ膜（インジウム・ティン・オキサイド膜）などの透明導電性薄膜により形成される。反射型の場合、画素電極１３としては、たとえば金属材料からなる反射電極を用いる。金属材料としては、可視域で高い反射率を有するアルミニウムを用いるのが一般的である。より詳しくは、銅やシリコンを数ｗｔ％添加したアルミニウム金属膜が一般に使用される。その他に、たとえば、白金、銀、金、タングステン、チタンなどを用いることも可能である。対向基板には、前述した全面ＩＴＯ膜１４を前面に設けられている。
ＴＦＴアレイ基板１１と対向基板１２とには、液晶を所定方向に配向させるための図示しない配向膜が形成されており、配向膜が所定間隙で対向するようにシール材１５で貼り合わせた一対の基板間に垂直配向液晶層１６が挟持されている（封入されている）。
【００３４】
図３は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子のアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。
【００３５】
図３に示すように、液晶表示素子１０Ａは、画素がアレイ状に配列された画素表示領域２１、水平転送回路２２、垂直転送回路２３−１，２３−２、プリチャージ回路２４、およびプリチャージ回路２５を含んで形成されている。
画素表示領域２１には複数のデータ線２６と複数の走査線（ゲート配線）２７が格子状に配線され、各データ線２６の一端側は水平転送回路２２に接続され、他端側はプリチャージ回路２４に接続され、各走査線２７の端部が垂直転送回路２３−１，２３−２に接続されている。
【００３６】
液晶表示素子１０Ａの画素表示領域２１を構成するマトリクス状に複数形成された画素ＰＸには、スイッチング制御する画素スイッチング用トランジスタ２８、液晶２９、および補助容量３０が設けられている。
画素信号が供給されるデータ線２６がトランジスタ２８のソースに電気的に接続されており、データ線２６に書き込む画素信号を供給している。また、トランジスタ２８のゲートに走査線２７が電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線２７にパルス的に走査信号を印加するように構成されている。
画素電極１３は、トランジスタ２８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トランジスタ２８を一定期間だけそのスイッチをオンさせることにより、データ線２６から供給される画素信号を所定のタイミングで書き込む。
【００３７】
画素電極１３を介して液晶２９に書き込まれた所定レベルの画素信号は、対向基板１２に形成された対向電極１４との間で一定期間保持される。液晶２９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。
ノーマリホワイト表示であれば、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能とされ、全体として液晶表示素子から画素信号に応じたコントラストを持つ光が出射する。
ここで、保持された画素信号がリークされるのを防ぐために、画素電極と対向電極との間に形成される液晶容量と並列に補助容量３０を付加してある。これにより、保持特性はさらに改善され、コントラスト比の高い液晶表示素子が実現できる。
また、このような保持容量（蓄積容量）３０を形成するために、抵抗化されたコモン配線３１が設けられている。
【００３８】
図４は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の具体的な構成例を示す断面図である。
この図４に関連付けて本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の製造方法を説明する。
【００３９】
まず、石英からなるＴＦＴアレイ基板１１上に、第一の遮光膜３２として、高融点の金属（本実施例ではWSi）を形成した。
その後、第一層間膜３３としてＳｉＯ2を積層し、ＣＶＤ法を用いて、多結晶Si膜（p-Si）３４を形成し、エッチングによりパターン形成を行った。
その後、ゲート絶縁膜３５を形成し、ゲート電極３６として、多結晶Si膜（p-Si）を形成し、エッチングによりパターン形成を行った。
その後、第二層間膜３７として、ＳｉＯ2を積層し、ソース、ドレイン電極として第一のコンタクト３８を形成した。
第一の配線膜３９として金属材料（本実施例ではAl）をスパッタなどの成膜により形成し、エッチングによりパターニングを行った。
その後、第三の層間膜４０として、ＳｉＯ2を積層し、第二のコンタクト４１を形成した後に、第２の遮光膜４２として、金属膜（本実施例ではＴi）を形成した。
第四の層間膜４３としてＳｉＯ2を積層し、第三のコンタクト４４を形成し、透明電極４５としてIＴOを形成した。次いで、柱状スペーサ４６となる透明レジスト層を形成した。
基板上にフォトレジストとして、PMER（東京応化工業株式会社製）をスピンコート法により３μｍの厚さに塗布した後、フォトマスクを用いて紫外線照射による露光処理を行い、その後、現像し、焼成を行って、柱状スペーサ４６を形成した。
次いで、作製したＴＦＴアレイ基板１１および対向基板１２を洗浄する。
【００４０】
次いで、各基板に配向膜を形成した。
次いで、所定の配向になるようにラビングを行い、注入口を除いて形成されるシールパターンを形成し、液晶組成物を注入した。液晶組成物は、ギャップ３μｍにおいて、室温における緑色光の透過率が理論上最大となるように、３０℃でのΔｎが０．１６程度のものを用いた。
【００４１】
本実施形態の配向膜としては、液晶表示素子１０が液晶プロジェクタの液晶ライトバルブとして用いることから、無機系配向膜を適用し、かつ垂直配向モード（Δε＜０）としている。
【００４２】
無機配向膜としては、代表的に蒸着で形成されるシリコン等をあげることができるが、ゲルマニウムなどＩＶ属元素の単体または混合物または化合物、蒸着によって成膜が可能なほとんどすべての物質が使用可能であると考えられる。その他に、印刷やスピンコート、インクジェット法で形成されるシロキ酸骨格を有する材料もあげることができる。
【００４３】
各基板の配向膜形成を以下のように行った。
それぞれの基板を蒸着装置に導入し、それぞれに配向膜としてＳｉＯ2を斜め蒸着して形成した。
膜厚は、約５０ｎｍの厚さに塗布した。次いで、注入口を除いて形成されるシールパターンを形成した。液晶層に用いる液晶材料は、Δεが負の垂直型液晶材料で室温での屈折率異方性Δｎが０．０７以上に設定され、液晶層の厚みであるセルギャップは４μｍ以下に設定される。
【００４４】
以上の特徴を有する本実施形態の液晶表示素子１０は、たとえば３板型液晶プロジェクタの各液晶ライトバルブに含む形態で用いられる。
液晶ライトバルブは、温度が上昇することから、本実施形態においては、液晶プロジェクタに実装する際に、以下に説明するように、さらに特徴的な構成を持たせている。
【００４５】
図１に示すように、液晶材料のΔｎには、波長分散がある一方で、温度特性があり、高温ほどΔｎが低くなる傾向がある。
前述したように、波長分散から、Δｎは、青色光（450nm）＞緑色光（550nm）＞赤色光（650nm）の順に低くなるので、赤色光の液晶ライトバルブの温度を低下させるか、青色光の液晶ライトバルブの温度を上昇させることにより、各波長における最適なΔｎｄを実現することができる。
【００４６】
各液晶ライトバルブの温度調整に関しては、たとえば図５に示すような手法を採用することができる。
【００４７】
第１は、実装（パッケージ）の変更である。液晶ライトバルブをはめ込むフレームの材料や形状によりにより、同じ光を液晶ライトバルブに入射したとしても放熱効果は大きく異なる。
【００４８】
図６（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの構造例を示す図である。
この液晶ライトバルブ１００は、ＬＣＤパネル固定枠１０１がたとえば樹脂で形成されている（現行は金属）。これにより、放熱効果を抑制し、温度の上昇を促進させている。この構成をたとえば青色あるいは緑色光用液晶ライトバルブに適用する。
そして、ＬＣＤパネル固定枠１０１に対して防塵ガラス１０２で挟持されたＬＣＤパネル１０３が実装され、一方の防塵ガラス１０２上に見切り板１０４が配置される。
また、１０５はフラットパネルケーブルを示している。
【００４９】
第２は、基板に形成する遮光膜形成領域の面積の違いである。図７（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、有効表示部２００の面積差により、同じ光を液晶ライトバルブに入射したとしても放熱効果は大きく異なる。
【００５０】
第３は、防塵用厚板透明基板材料の変更である。基板材料の種類により、同じ光を液晶ライトバルブに入射したとしても放熱効果は大きく異なる。
【００５１】
第４は、冷却用ファンの風量制御による差である。液晶ライトバルブに吹き付けられる風量の違いにより、同じ光を液晶ライトバルブに入射したとしても放熱効果は大きく異なる。
【００５２】
近年では、プロジェクタに有利な光に強く高寿命化を狙える無機系の配向膜も検討されている。無機系の配向膜材料を用いるモードは、ＴＮ型もあるが、蒸着等で形成する場合は、垂直配向型（以下ＶＡ型）が主流である。
この場合、液晶材料の誘電率異方性（以下Δε）は負である。３板式の場合、Δｎの波長分散によるホワイトバランスの乱れといった課題は同じように発生する。Δεの正負どちらにおいても本発明の実施形態の有効性は発揮できる。
また、液晶プロジェクタ等の２０μｍ以下の狭ピッチ高精細デバイスにおいては、横電界による配向異常発生等の課題があり、この対策としては、狭ギャップ化、すなわちセルギャップを薄くして、ＴＦＴアレイ基板と対向基板の上下方向の電界を強め、横方向の電界の影響を防止することが効果的である。最大透過率特性を得るには、前述したセルギャップを薄くするといった対策を施した場合、前述式から液晶のΔｎを高くする必要があるが、こうした高Δｎ系の材料においては、波長分散はより大きくなる方向になり、さらに画質面での劣化は酷くなる一方であるが、こうした構成においても本発明の実施形態の有効性が発揮できる。
【００５３】
図８は、本実施形態における液晶材料の各波長、青色光（450nm）、緑色光（550nm）、赤色光（650nm）における温度特性を示す図である。
【００５４】
各色光に対応した液晶ライトバルブの温度を50℃で一定にしたとき、液晶のΔｎの値は、以下のようになる。
青色光（450nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.15である。
緑色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14である。
赤色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.13である。
このように、各液晶ライトバルブのΔｎの値が異なる値となっている。
【００５５】
次に、図９に関連付けてΔｎと波長と温度の関係を示す式を導き出す手順について説明する。
１：  まず液晶最良の波長分散と温度特性を測定する（アッベの屈折率）。
２：  青色光（450nm）、緑色光（650nm）、赤色光（650nm）の各波長の温度特性を図９（図８）のようにグラフ化する。
３：  各波長を線形近似し、次の近似式を導出する。
Ｙ（Δｎ）＝ａＸ（温度）＋ｂ、ここでｂは各波長の切片を示している。
４：  Ｙ（Δｎ）を一定としたとき、次式のようになる。
【００５６】
【数３】
2007233069.tif 000003
【００５７】
Δｎ＝０．１４のときを例として値を代入すると次のようになる。
【００５８】
［数４］
０．１４＝（−０．００１＊４０℃）＋０．１８＝（−０．００１＊５０℃）＋０．１９
＝（−０．００１＊６０℃）＊０．２
０．１４＝｛−０．００１(４０＋５０＋６０)＋(０．１８＋０．１９＋０．２０)｝／３
【００５９】
＜実施例１＞実装（パッケージの変更）
図１０は、同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各フレーム材料における温度の相対値を示す図である。
実装形態Ａ（樹脂枠１）を青色光液晶ライトバルブに適用、
実装形態Ｂ（樹脂枠２）を緑色光液晶ライトバルブに適用、
実装形態Ｃ（金属枠）を赤色光液晶ライトバルブに適用した。
なお、樹脂枠１に用いられる材料としては、たとえばポリカーボネートなどの樹脂、樹脂枠２に用いられる材料としては、たとえば、シリカやアルミナが添加された放熱伝導性の樹脂、金属枠に用いられる材料としては、たとえば、アルミやマグネシウムなどが用いられる。
その結果、青色光（450nm）液晶ライトバルブの温度が60℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、緑色光（550nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、赤色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が40℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、ほぼ一定のΔｎを実現することができた。
【００６０】
＜実施例２＞防塵用厚板透明基板材料の変更
図１１は、同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各防塵用厚板透明基板材料における温度の相対値を示す図である。
防塵用厚板透明基板材料１（たとえば石英）を青色光液晶ライトバルブに適用し、
防塵用厚板透明基板材料２（たとえば水晶）を緑色光液晶ライトバルブに適用、
防塵用厚板透明基板材料３（たとえばサファイア）を赤色光液晶ライトバルブに適用した。
その結果、青色光（450nm）液晶ライトバルブの温度が55℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.145であり、緑色光（550nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、赤色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が45℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.1３5であり、既存の装置よりもΔｎが近い値となった。
【００６１】
＜実施例３＞基板の遮光層の形成面積の変更
対向基板に遮光層を形成した。
図１２は、同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの非表示領域に対する遮光層の形成割合に対する温度の相対値を示す図である。
遮光なしを青色光液晶ライトバルブに適用、
遮光層a（遮光層形成割合50%）を緑色光液晶ライトバルブに適用、
遮光層c（遮光層形成割合100%）を赤色光液晶ライトバルブに適用した。
その結果、青色光（450nm）液晶ライトバルブの温度が60℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、緑色光（550nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、赤色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が40℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、ほぼ一定のΔｎを実現することができた。
【００６２】
＜実施例４＞風量の変更
図１３は、同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各風量における温度の相対値を示す図である。
風量２ｍ／ｓを青色光液晶ライトバルブに適用、
風量４ｍ／ｓを緑色光液晶ライトバルブに適用、
風量１０ｍ／ｓを赤色光液晶ライトバルブに適用した。
その結果、青色光（450nm）液晶ライトバルブの温度が60℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、緑色光（550nm）液晶ライトバルブの温度が50℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.14であり、赤色光（650nm）液晶ライトバルブの温度が40℃、この場合の液晶のΔｎの値は0.135であり、既存の装置よりもΔｎが近い値となった。
【００６３】
上記実施例１〜４で作成した液晶ライトバルブを、それぞれ以下に説明される投射型液晶表示装置に採用した。
【００６４】
投射型表示装置の構成について、図１４および図１５の概略構成図に関連付けて説明する。
図１４および図１５に示すように、投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）３００は、光軸Ｃにそって光源３０１と透過型の液晶表示素子３０２と投影光学系３０３とが順に配設されて構成されている。
光源３０１を構成するランプ３０４から射出された光はリフレクタ３０５によって後方に放射される成分が前方に集光され、コンデンサレンズ３０６に入射される。コンデンサレンズ３０６は、光をさらに集中して、入射側偏光板３０７を介し液晶表示素子３０２へ導く。
導かれた光は、シャッタもしくはライトバルブの機能を有する液晶表示素子３０２および射出側偏光板３０８により画像に変換される。表示された画像は、投影光学系３０３を介してスクリーン３１０上に拡大投影される。
なお、光源３０１とコンデンサレンズ３０６との間にはフィルタ３１４が挿入されており、光源に含まれる不用な波長の光、たとえば赤外光および紫外光を除去する。
【００６５】
次に、上記の液晶表示素子を用いた電子機器の一例として、好適な実施形態である投射型表示装置の構成について、図１５に関連付けて説明する。
図１５に示す３板式投射型表示装置５００は、上述した液晶表示素子を３個用意し、各々ＲＧＢ用の液晶表示素子５６２Ｒ、５６２Ｇおよび５６２Ｂとして用いた投射型液晶装置の光学系の概略構成図を示す。
【００６６】
投射型表示装置５００は、光学系として、光源装置５２０と、均一照明光学系５２３が用いられている。
この均一照明光学系５２３から出射される光束Ｗを赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離手段である色分離光学系５２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを変調する変調手段である３つのライトバルブ５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂと、変調された後の色光束を再合成する色合成手段である色合成プリズム５１０と、合成された光束を投射面６００の表面に拡大投射する投射手段である投射レンズユニット５０６とを備えている。さらに、青色光束Ｂを対応するライトバルブ５２５Ｂに導く導光系５２７を備えている。
【００６７】
均一照明光学系５２３は、２つのレンズ板５２１、５２２と反射ミラー５３１を備えており、反射ミラー５３１を挟んで２つのレンズ板５２１、５２２が直交する状態に配置されている。均一照明光学系５２３の２つのレンズ板５２１、５２２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の矩形レンズを備えている。
【００６８】
光源装置５２０から出射された光束は、第１のレンズ板５２１の矩形レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、これらの部分光束は、第２のレンズ板５２２の矩形レンズによって３つのライトバルブ５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂ付近で重なる。
したがって、均一照明光学系５２３を用いることにより、光源装置５２０が出射光束の断面内で不均一な照度分布を有している場合でも、３つのライトバルブ５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂを均一な照明光で照明することが可能となる。
各色分離光学系５２４は、青緑反射ダイクロイックミラー５４１と、緑反射ダイクロイックミラー５４２と、反射ミラー５４３から構成される。
まず、青緑反射ダイクロイックミラー５４１では、光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー５４２の側に向かう。赤色光束Ｒは、この青緑反射ダイクロイックミラー５４１を通過して、後方の反射ミラー５４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの射出部５４４からプリズムユニット５１０の側に射出される。
【００６９】
次に、緑反射ダイクロイックミラー５４２では、青緑反射ダイクロイックミラー５４１で反射された青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの射出部５４５から色合成光学系の側に射出される。緑反射ダイクロイックミラー５４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの射出部５４６から導光系５２７の側に射出される。
ここでは、均一照明光学系５２３の光束Ｗの射出部から、色分離光学系５２４における各色光束の射出部５４４、５４５、５４６までの距離がほぼ等しくなるように設定されている。色分離光学系５２４の赤色光束Ｒの出射部５４４および緑色光束Ｇの出射部５４５の各射出側には、それぞれ集光レンズ５５１および集光レンズ５５２が配置されている。したがって、各射出部から射出した赤色光束Ｒ、緑色光束Ｇは、これらの集光レンズ５５１、集光レンズ５５２に入射して平行化される。
【００７０】
このように平行化された赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇは、それぞれライトバルブ５２５Ｒおよびライトバルブ５２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶表示素子は、図示していない駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。一方、青色光束Ｂは、導光系５２７を介して対応するライトバルブ５２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。
【００７１】
なお、本例のライトバルブ５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂは、それぞれさらに入射側偏光手段５６１Ｒ、５６１Ｇ、５６１Ｂと、これらの間に配置された液晶表示素子５６２Ｒ、５６２Ｇ、５６２Ｂとからなる液晶ライトバルブである。
【００７２】
導光系５２７は、青色光束Ｂと射出部５４６の射出側に配置した集光レンズ５５４と、入射側反射ミラー５７１と、射出側反射ミラー５７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ５７３と、ライトバルブ５２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ５５３とから構成されている。
集光レンズ５４６から射出された青色光束は、導光系５２７を介して液晶表示素子５６２Ｂに導かれて変調される。各色光束の光路長、すなわち、光束Ｗの射出部から各液晶表示素子５６２Ｒ、５６２Ｇ、５６２Ｂまでの距離は青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、青色光束の光量損失が最も多くなる。
【００７３】
しかし、導光系５２７を介在させることにより、光量損失を抑制することができる。各ライトバルブ５２５Ｒ、５２５Ｇ、５２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｇは、色合成プリズム５１０に入射され、ここで合成される。そして色合成プリズム５１０によって合成された光が投射レンズユニット５０６を介して所定の位置にある投射面６００の表面に拡大投射されるようになっている。
【００７４】
このように、上述した３枚の液晶ライトバルブを用いた上記投射型液晶表示装置を投射の実現により、各波長に応じてΔｎｄを制御し、各液晶バルブの電気光学特性を調整することが可能となった。
その結果、ホワイトバランスが非常に良好で、高コントラストの実現等の高品質の投射型液晶表示装置を得ることができた。
【００７５】
なお、本発明は、単純マトリクス方式、ＴＦＴアクティブマトリクス方式、ＴＦＤアクティブマトリクス方式など、旋光モード、複屈折モード、いずれの方式の液晶表示素子に適用しても、上述した効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】液晶の波長分散を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子のアレイ基板（液晶パネル部）における配置例を示す図である。
【図４】本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示素子の具体的な構成例を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る液晶ライトバルブの温度制御法の例を説明するための図である。
【図６】本実施形態に係る液晶ライトバルブの構造例を示す図である。
【図７】本実施形態の遮光部の形成例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態における液晶材料の各波長、青色光（450nm）、緑色光（550nm）、赤色光（650nm）における温度特性を示す図である。
【図９】Δｎと波長と温度の関係を示す式の作成手順を説明するための図である。
【図１０】同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各フレーム材料における温度の相対値を示す図である。
【図１１】同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各防塵用厚板透明基板材料における温度の相対値を示す図である。
【図１２】同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの非表示領域に対する遮光層の形成割合に対する温度の相対値を示す図である。
【図１３】同じ光量を同じ液晶ライトバルブに入射したときの各風量における温度の相対値を示す図である。
【図１４】本実施形態に係る投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図１５】本実施形態に係る３板式投射型液晶表示装置のより具体的な一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０・・・液晶表示素子、１１・・・ＴＦＴアレイ基板、１２・・・対向基板、１３・・・画素電極、１４・・・対向電極、１５・・・シール材、１６・・・液晶層、１００・・・液晶ライトバルブ、２００・・・有効表示部、３００，５００・・・投射型液晶表示装置、３０１，５２０・・・光源、５２５Ｒ，５２５Ｇ，５２５Ｂ・・・ライトバルブ、３０３，５０６・・・投射光学系。
【図１】
2007233069.tif 000004
【図２】
2007233069.tif 000005
【図３】
2007233069.tif 000006
【図４】
2007233069.tif 000007
【図５】
2007233069.tif 000008
【図６】
2007233069.tif 000009
【図７】
2007233069.tif 000010
【図８】
2007233069.tif 000011
【図９】
2007233069.tif 000012
【図１０】
2007233069.tif 000013
【図１１】
2007233069.tif 000014
【図１２】
2007233069.tif 000015
【図１３】
2007233069.tif 000016
【図１４】
2007233069.tif 000017
【図１５】
2007233069.tif 000018