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CN102591111A - 投影机 - Google Patents

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CN102591111A
CN102591111A CN2012100103403A CN201210010340A CN102591111A CN 102591111 A CN102591111 A CN 102591111A CN 2012100103403 A CN2012100103403 A CN 2012100103403A CN 201210010340 A CN201210010340 A CN 201210010340A CN 102591111 A CN102591111 A CN 102591111A
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CN
China
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light
crystal light
color
valves
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CN2012100103403A
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English (en)
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春山明秀
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

本发明涉及投影机。提供可以对由于显示图形周边的着色引起的不适感进行抑制的投影机。本发明的投影机(1)具备射出不同颜色的多种色光的照明装置(2)、对多种色光的各自进行调制的多个液晶光阀(3R、3G、3B)、对通过多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成元件(4)、和将通过色合成元件所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统(5)；多个液晶光阀(3R、3G、3B)之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的单元厚度比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的单元厚度薄，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在一个液晶光阀和其他液晶光阀中基本相一致。

Description

投影机
技术领域
本发明涉及投影机。
背景技术
投影机是对来自光源的光通过液晶光阀等的光调制元件进行调制、将所调制的光通过投影光学系统投影于屏幕等的被投影面上并进行显示的光学设备。近年来，要求投影机的显示质量的提高，提出了为此的各种方法。
例如，在下述的专利文献1公开了：在采用形成红(R)、绿(G)、蓝(B)各图像的透射型液晶面板的投影型液晶显示装置中，通过使单元厚度在3块液晶面板不相同，使最终投影的各色图像的辉度和/或对比度相一致。并且，在下述专利文献2中公开了：在采用垂直取向模式的反射型液晶显示装置的投影机系统中，通过在相邻的像素间设置液晶分子的预倾角与像素内不相同的区域，对伴随于称为向错的液晶分子取向紊乱的显示不良进行抑制。
专利文献1：特开平9-160030号公报
专利文献2：特开2008-46337号公报
例如，在以某像素进行白色显示、以该像素的相邻像素进行黑色显示的情况下，在这2个像素间会产生基本平行于液晶面板基板面方向的电场，所谓的横向电场。如此一来，当使在相邻的像素间产生横向电场的图形显示时，图形周边的像素内的一部分区域有时产生着色现象。若进而使上述图形移动，则着色的部分也移动而被看到，存在观看者产生不适感的问题。在上述的专利文献1、2中，在无法完全防止向错的情况下，无法消除上述的不适感。
发明内容
本发明用于解决上述的问题所作出，目的在于提供能够对由于显示图形周边的着色导致的不适感进行抑制的投影机。
用于达到上述目的，本发明的投影机特征在于：具备射出不同颜色的多种色光的照明装置、对前述色光进行调制的多个液晶光阀、对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统、和将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的单元厚度比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的单元厚度薄，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
还有，在本发明中，所谓“最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致”意指：当对最大灰度等级电压施加时的前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀中存在于各液晶层的厚度方向的中心的液晶分子的倾斜角(液晶面板的法线和液晶分子的长轴所成的角)进行比较时，最大的倾斜角与最小的倾斜角之差为5度以下。
并且，所谓“最大灰度等级电压”意指：液晶的反射率或透射率基本取最大值时的电压。
并且，将“存在于液晶层的厚度方向的中心的液晶分子的倾斜角”在以下的说明中称为“平均倾斜角”。
本发明人进行了锐意研究的结果，对显示图形周边的着色的原因如以下地进行了推测。
一般地，因为液晶的折射率各向异性具有波长分散性，所以液晶的电压-反射率特性(V-R特性)或电压-透射率特性(V-T特性)因光的波长而异。因而，反射率或透射率取最大值时的电压、即最大灰度等级电压因光的波长而异。伴随于此，在具备对应于不同颜色每种色光的多个液晶光阀的投影机中，最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角因波长(液晶光阀)而异，向错的发生程度因波长(液晶光阀)而异。因而，当以多个液晶光阀所形成的各色图像相重叠时，因为向错并不完全重叠，所以向错的发生区域被看成着色。
相对于此，在本发明的投影机中，将一个液晶光阀的单元厚度设定得比其他液晶光阀的单元厚度薄，使最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态、即平均倾斜角在一个液晶光阀与其他液晶光阀中基本相一致。因此，向错的发生程度无关于波长而在全部的液晶光阀基本相同。由此，虽然发生向错，但是不会仅难以产生向错的色光被看到，能够对由于显示图形周边的着色所导致的不适感进行抑制。
本发明的投影机特征在于：具备射出不同颜色的多种色光的照明装置、对前述色光进行调制的多个液晶光阀、对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统、和将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的液晶的折射率各向异性比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的液晶的折射率各向异性小，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
在本发明的投影机中，将一个液晶光阀的液晶的折射率各向异性设定得比其他液晶光阀的液晶的折射率各向异性小，使最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态、即平均倾斜角在一个液晶光阀与其他液晶光阀中基本相一致。因此，向错的发生程度无关于波长而在全部的液晶光阀基本相同。由此，虽然发生向错，但是不会仅难以产生向错的色光被看到，能够对由于显示图形周边的着色所导致的不适感进行抑制。
本发明的投影机特征在于：具备射出不同颜色的多种色光的照明装置、对前述色光进行调制的多个液晶光阀、对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统、和将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的液晶的预倾角比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的液晶的预倾角小，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
在本发明的投影机中，将一个液晶光阀的液晶的预倾角设定得比其他液晶光阀的液晶的预倾角小，使最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态、即平均倾斜角在一个液晶光阀与其他液晶光阀中基本相一致。因此，向错的发生程度无关于波长而在全部的液晶光阀基本相同。由此，虽然发生向错，但是不会仅难以产生向错的色光被看到，能够对由于显示图形周边的着色所导致的不适感进行抑制。
在本发明的投影机中，也可以构成为：前述液晶光阀具备液晶层、对前述液晶层进行夹持的一对基板、设置于前述一对基板的各自的电极、和设置于前述一对基板之中的至少一方基板中前述电极的前述液晶层侧的绝缘膜；前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚薄。
根据该构成，因为一个液晶光阀的绝缘膜的膜厚比其他液晶光阀的绝缘膜的膜厚薄，所以横向电场的影响在一个液晶光阀中比在其他液晶光阀中大。由此，通过使一个液晶光阀中的向错易于发生，能够使之一致于其他液晶光阀中向错的发生程度。
本发明的投影机特征在于：具备射出不同颜色的多种色光的照明装置、对前述色光进行调制的多个液晶光阀、对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统、和将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；前述液晶光阀具备液晶层、对前述液晶层进行夹持的一对基板、设置于前述一对基板的各自的电极、和设置于前述一对基板之中的至少一方基板中前述电极的前述液晶层侧的绝缘膜；前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚薄，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
在本发明的投影机中，将一个液晶光阀的绝缘膜的膜厚设定得比其他液晶光阀的绝缘膜的膜厚薄，使最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态、即平均倾斜角在一个液晶光阀与其他液晶光阀中基本相一致。因此，向错的发生程度无关于波长而在全部的液晶光阀基本相同。由此，虽然发生向错，但是不会仅难以产生向错的色光被看到，能够对由于显示图形周边的着色所导致的不适感进行抑制。
在本发明的投影机中，优选：前述多个液晶光阀为红色光调制用液晶光阀、绿色光调制用液晶光阀及蓝色光调制用液晶光阀；前述一个液晶光阀为前述蓝色光调制用液晶光阀。
一般地，相对于蓝色光的最大灰度等级电压与相对于其他色光的最大灰度等级电压相比要低，相对于蓝色光的最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角与相对于其他色光的最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角相比要大。即、基板水平方向与液晶的平均倾斜方向所成的角度相比于其他色光的前述角度要大。因此，在蓝色光调制用光阀中，与红色光调制用液晶光阀和/或绿色光调制用液晶光阀相比难以发生向错。因此，通过对蓝色光调制用光阀的单元厚度、折射率各向异性、预倾角、绝缘膜厚等进行调整，并使蓝色光调制用光阀中最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角一致于其他色光调制用光阀中最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角，能够抑制向错发生区域蓝色着色的现象。
在本发明的投影机中，优选：前述液晶光阀为反射型液晶光阀。
在采用反射型液晶光阀的情况下，因为光通过液晶层2次，所以即使液晶的折射率各向异性和/或单元厚度相同，在液晶层的光程差(折射率各向异性(Δn)与单元厚度(d)的积(Δn·d))也为透射型液晶光阀的2倍。从而，即使在反射型液晶光阀与透射型液晶光阀中使折射率各向异性和/或单元厚度仅变化相同量，最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角的变化也是反射型液晶光阀一方要大。因而，虽然本发明也可应用于透射型液晶光阀，但是尤其适合于反射型液晶光阀。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的投影机的概要构成图。
图2是表示投影机的液晶光阀周边的构成的剖视图。
图3是表示在本投影机中相对于红色光、绿色光、蓝色光的V-R特性及最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角的曲线图。
图4是表示第2实施方式的投影机中液晶光阀周边的构成的剖视图。
图5是表示在本投影机中相对于红色光、绿色光、蓝色光的V-R特性及最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角的曲线图。
图6是表示第3实施方式的投影机中液晶光阀周边的构成的剖视图。
图7是表示第4实施方式的投影机中液晶光阀周边的构成的剖视图。
图8是用于对在显示图形周边的着色现象的产生原因进行说明的图。
符号的说明
1...投影机，2...照明装置，3R、3G、3B...液晶光阀，4...色合成元件(色合成光学系统)，5...投影光学系统，11R、11G、11B...液晶单元，31...TFT阵列基板，32...对置基板，33...液晶层，36...像素电极，39...共用电极，47、48...绝缘膜。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，关于本发明的第1实施方式，利用图1～图3进行说明。
在本实施方式中，举具备有3块反射型液晶光阀的投影机、所谓的3板式液晶投影机为例进行说明。
图1是表示本实施方式的投影机的概要构成图。图2是表示液晶光阀周边的构成的剖视图。图3是表示在本实施方式的投影机中相对于红色光用液晶光阀、绿色光用液晶光阀、蓝色光用液晶光阀各光阀的V-R特性及最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角的曲线图。
还有，在以下的各附图中为了使各构成要素显而易见，有时使尺寸的比例尺因构成要素而异地示出。
本实施方式的投影机1如示于图1地，具备射出由红色光(R光)、绿色光(G光)、蓝色光(B光)构成的3种色光的照明装置2、形成各色光的图像的3组液晶光阀3R、3G、3B、对3种色光进行合成的色合成元件4(色合成光学系统)、将所合成的光投影于屏幕等被投影面(未图示)的投影光学系统5。照明装置2具备光源6、积分光学系统7、和色分离光学系统8。液晶光阀3R、3G、3B具备入射侧偏振板9、偏振分束器10(Polarized BeamSplitter，以下简记为PBS)、反射型液晶单元11R、11G、11B、光学补偿板12、和射出侧偏振板13。
投影机1大致如以下地进行工作。
从光源2所射出的白色光入射于积分光学系统7。入射于积分光学系统7的白色光均匀化照度且偏振状态一致为预定的直线偏振而射出。从积分光学系统7所射出的白色光通过色分离光学系统8分离为R、G、B各色光，入射于按每色光不同的组的液晶光阀3R、3G、3B。入射于各液晶光阀3R、3G、3B的色光成为基于应当显示图像的图像信号所调制的调制光。从3组液晶光阀3R、3G、3B所射出的3色的调制光通过色合成元件4所合成成为多色光，入射于投影光学系统5。入射于投影光学系统5的多色光投影于屏幕等的被投影面。如此一来，彩色图像显示于被投影面。
以下，关于投影机1的各构成要素详细地进行说明。
光源6具有光源灯15与抛物面反射器16。从光源灯15所放射的光通过由抛物面反射器16向一个方向反射成为基本平行的光束，作为光源光入射于积分光学系统7。光源灯15通过例如金属卤化物灯、氙灯、高压水银灯、卤素灯等所构成。也可以代替抛物面反射器16，通过椭圆反射器、球面反射器等构成反射器。相应于反射器的形状，也可以采用使从反射器所射出的光平行化的平行化透镜。
积分光学系统7具有第1透镜阵列17、第2透镜阵列18、偏振变换元件19、和重叠透镜20。第1透镜阵列17具有排列于基本正交于光源6的光轴L1的面的多个微透镜21。第2透镜阵列18与第1透镜阵列17同样，具有多个微透镜22。各微透镜21、22矩阵状排列，正交于光轴L1的平面上的平面形状与液晶单元11R、11G、11B的被照明区域成为相似形状(基本矩形)。所谓被照明区域为，在液晶单元11R、11G、11B中矩阵状排列多个像素而实质上参与显示的区域。
偏振变换元件19具有多个偏振变换单元23。各偏振变换单元23虽然未对其详细结构进行图示，但是具有偏振分离膜(以下，称为PBS膜)、1/2相位板、及反射镜。第1透镜阵列17的各微透镜21与第2透镜阵列18的各微透镜22一一对应。第2透镜阵列18的各微透镜22与偏振变换元件19的各偏振变换单元23一一对应。
入射于积分光学系统7的光源光空间性分离地入射于第1透镜阵列17的多个微透镜21，按入射于微透镜21的每光束地会聚。通过各微透镜21所会聚的光源光在与微透镜21相对应的第2透镜阵列18的微透镜22上成像。即，在第2透镜阵列18的多个微透镜22的各自形成二次光源像。来自形成于微透镜22的二次光源像的光入射进对应于该微透镜22的偏振变换单元23。
入射于偏振变换单元23的光分离为相对于PBS膜的P偏振光与S偏振光。所分离的一方偏振光(例如S偏振光)在以反射镜进行了反射之后因经过1/2相位板而变换偏振状态，一致于另一方偏振光(例如P偏振光)。在此，光经过偏振变换单元23的偏振状态变得一致于透射后述的入射侧偏振板9的偏振状态。从多个偏振变换单元23所射出的光通过重叠透镜20重叠于液晶单元11R、11G、11B的被照明区域上。通过第1透镜阵列17空间性分割的各光束通过对被照明区域的基本全部区域进行照明而照度分布被平均化，被照明区域上的照度被均匀化。
色分离光学系统8具有具有波长选择面的第1分色镜25、第2分色镜26、第3分色镜27、及第1反射镜28、第2反射镜29。第1分色镜25具有使红色光LR反射、并使绿色光LG及蓝色光LB透射的分光特性。第2分色镜26具有使红色光LR透射、并使绿色光LG及蓝色光LB反射的分光特性。第3分色镜27具有使绿色光LG反射、并使蓝色光LB透射的分光特性。第1分色镜25与第2分色镜26配置为：各自的波长选择面互相基本正交，且各自的波长选择面与积分光学系统7的光轴L2基本成45°的角度。
包括于入射进色分离光学系统8的光源光的红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB如以下地分离，入射进对应于所分离的每色光的液晶光阀3R、3G、3B。即，红色光LR在透射第2分色镜26并以第1分色镜25进行了反射之后，以第1反射镜28进行反射，并入射于红色光用液晶光阀3R。绿色光LG在透射第1分色镜25并以第2分色镜26进行了反射之后，以第2反射镜29进行反射，并以第3分色镜27进行反射，入射于绿色光用液晶光阀3G。蓝色光LB在透射第1分色镜25并以第2分色镜26进行了反射之后，以第2反射镜29进行反射，并透射第3分色镜27，入射于蓝色光用液晶光阀3B。
红色光用液晶光阀3R、绿色光用液晶光阀3G、蓝色光用液晶光阀3B皆为相同的构成。在此，对液晶光阀进行代表，关于绿色光用液晶光阀3G的构成进行说明。
绿色光用液晶光阀3G具有入射侧偏振板9、PBS10、绿色光用液晶单元11G、光学补偿板12、射出侧偏振板13。作为光源光一部分的绿色光LG入射于入射侧偏振板9。入射侧偏振板9使直线偏振光透射，透射轴设定为，使相对于在以下进行说明的PBS10的偏振分离面的P偏振光透射。以下将相对于PBS10的偏振分离面的P偏振光简称为P偏振光，将相对于PBS10的偏振分离面的S偏振光简称为S偏振光。如上述地，通过积分光学系统7的光源光其偏振状态一致于P偏振光，光LG的基本全部通过入射侧偏振板9，入射于PBS10。
本实施方式的PBS10为线栅型PBS，例如通过玻璃基板与形成于其上的多条金属线所构成(图示略)。多条金属线全部延伸于一个方向(Z方向)，互相基本平行地分离而形成于玻璃基板上。形成多条金属线的玻璃基板的主面成为偏振分离面，多条金属线的延伸方向为反射轴方向，多条金属线的排列方向为透射轴方向。偏振分离面相对于入射进偏振分离面的绿色光LG的中心轴呈基本45°的角度。入射于偏振分离面的绿色光LG之中，偏振方向与反射轴方向相一致的S偏振光以偏振分离面反射，偏振方向与透射轴方向相一致的P偏振光透射偏振分离面。因为绿色光LG通过积分光学系统7的偏振变换元件19基本成为P偏振光，所以绿色光LG透射PBS10的偏振分离面而入射于绿色光用液晶单元11G。入射侧偏振板9、射出侧偏振板13以线栅型偏振板所构成。
本实施方式的绿色光用液晶单元11G为反射型液晶单元，液晶模式为垂直取向(Vertical Alien，垂直对齐)模式。绿色光用液晶单元11G如图2(B)所示地，具有互相对置配置的TFT阵列基板31及对置基板32、和夹持于这2块基板间的液晶层33。液晶层33以介电常数各向异性为负的液晶材料所构成，折射率各向异性Δn为0.12，介电常数各向异性Δε为-5.5。
并且，在PBS10与绿色光用液晶单元11G之间设置光学补偿板12。透射PBS10的绿色光LG依次透射光学补偿板12、对置基板32，在入射于液晶层33之后在TFT阵列基板31上反射而折回。绿色光LG在透射液晶层33期间受调制成为调制光，依次透射对置基板32、光学补偿板12。
在构成TFT阵列基板31的基板主体35上，正交地配置互相平行配置的多条栅线与互相平行配置的多条源线，通过设置于栅线与源线的交点附近的TFT而设置像素电极36。还有，在图2(A)、(B)中，栅线、源线、TFT等比像素电极36靠下层侧的构成要素的图示进行省略。像素电极36例如由铝、银、它们的合金等光反射率高的金属等所构成，作为反射电极而起作用。另一方面，在构成对置基板32的基板主体38上，设置由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下简记为ITO)等透明导电材料构成的共用电极39。
在TFT阵列基板31的像素电极36上形成取向膜37。同样地，在对置基板32的共用电极39上形成取向膜40。这些取向膜37、40通过对硅氧化物(SiO2)进行真空蒸镀所形成。真空蒸镀时的真空度为5×103Pa，基板温度为100℃。并且，用于使取向膜37、40具有各向异性，从自基板面倾斜45度的方向进行蒸镀。若如此地进行，则在与蒸镀方位相等的方位中硅氧化物柱(柱状结构体)生长于从基板面倾斜70度的方向。TFT阵列基板31上的取向膜37与对置基板32上的取向膜40配置为，各自的取向方向为反向平行。通过以上的取向膜37、40，液晶层33的液晶分子33B取向为，其长轴方向在硅氧化物柱所朝向的方位中相对于基板面呈86.5度的角度。即，液晶层33的预倾角(各基板31、32的法线与液晶分子33B的长轴方向所成的角度)设定为3.5度。还有，在像素电极36材料与共用电极39材料的功函数差成为闪烁和/或图像残留的原因的情况下，也可以在像素电极36与取向膜37之间设置绝缘膜。
光学补偿板12通过具有负的折射率各向异性且具有沿厚度方向的光轴的C板所构成。光学补偿板12的折射率为nx＝ny＞nz，厚度方向的光程差值为220nm((nx+nx)/2-nz)·dc。还有，dc为光学补偿板12的厚度，nx及ny分别表示光学补偿板12的面方向的主折射率，nz表示光轴方向的主折射率。通过对光学补偿板12以相对于绿色光用液晶单元11G仅倾斜角度α的姿势进行设置能够提高显示的对比度。因此，优选：具备用于使光学补偿板12倾斜配置的倾斜机构。
如上述地，红色光用液晶光阀3R、绿色光用液晶光阀3G、蓝色光用液晶光阀3B虽然基本构成相同，但是在以下部分不相同。
即，在本实施方式中，一个液晶光阀中液晶单元的单元厚度与其他液晶光阀中液晶单元的单元厚度不同。具体地，示于图2(A)的蓝色光用液晶光阀3B的液晶单元11B的单元厚度dB设定为，比示于图2(B)的红色光用液晶光阀3R的液晶单元11R的单元厚度dR及绿色光用液晶光阀3G的液晶单元11G的单元厚度dG小。例如，蓝色光用液晶单元11B的单元厚度dB设定为1.7μm，红色光用液晶单元11R的单元厚度dR为2.1μm，绿色光用液晶单元11G的单元厚度dG为2.1μm。用于对各液晶光阀3R、3G、3B的单元厚度如此地进行限制，在蓝色光用液晶单元11B可采用直径为1.7μm的球状的间隙材料41，在红色光用液晶单元11R及绿色光用液晶单元11G可采用直径为2.1μm的球状的间隙材料42。
如图1所示，色合成元件4通过分色棱镜所构成。分色棱镜为4个三棱柱棱镜互相贴合的结构。在三棱柱棱镜中所贴合的面为分色棱镜的内面。在分色棱镜的内面，互相正交地形成红色光LR进行反射而绿色光LG透射的镜面、和蓝色光LB进行反射而绿色光LG透射的镜面。入射于分色棱镜的绿色光LG在镜面原封不动直行前进而射出。入射于分色棱镜的红色光LR、蓝色光LB以镜面选择性地进行反射或者透射，向与绿色光LG的射出方向相同的方向射出。如此地3种色光(图像)相重叠而合成，所合成的色光通过投影光学系统5放大投影于屏幕7。投影光学系统5具有第1透镜组44及第2透镜组45。
在投影机的液晶光阀中，存在显示横向电场产生于相邻像素间的图形(黑白图形)的情况。如例如图8(A)、(B)所示，在常黑模式的液晶光阀中，施加0V的黑色显示的像素PX1与施加5V的白色显示的像素PX2相邻的情况就是如此。此时，在黑色显示的像素PX1与白色显示的像素PX2的边界产生向错D(液晶的取向不良)。此现象为，因为相邻的像素PX1、PX2的电位不相同所以产生横向电场，液晶分子33B因横向电场的影响而旋转到非预期的方向，因液晶分子33B在平行于或垂直于偏振板的光轴的方向进行取向而该部分的显示变暗。相邻像素间的横向电场越大，向错越趋向于变差。另外，在垂直取向模式的液晶的情况下，即使缩小预倾角(使液晶分子的取向接近垂直于基板面的方向)也容易受到横向电场的影响，向错趋向于变差。
在此，在红色光用液晶光阀、绿色光用液晶光阀、蓝色光用液晶光阀的构成(单元厚度、液晶材料等)相同的情况下，因为液晶具有短波长侧的折射率比长波长侧的折射率大的折射率波长分散，所以短波长侧的光相比于长波长侧的光以较低电压满足Δn·d＝λ/2的光学条件，长波长侧的光相比于短波长侧的光以较高电压实现饱和电压。因此，当显示如上述的黑白图形时产生的横向电场的强度在短波长用(蓝色光用)液晶光阀减弱，在长波长用(绿色光用、红色光用)液晶光阀增强。因此，在短波长用(蓝色光用)液晶光阀中，向错比长波长用(绿色光用、红色光用)液晶光阀难以产生。
因为上述的理由，所以在使横向电场产生于相邻像素间的图形移动的情况下(图8(A)→图8(B))，在相邻的像素产生的向错D在蓝色光用液晶光阀看不出，在绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀中容易看出。因此，在对应于绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀中产生向错的位置的区域被蓝色着色，因为该着色的部分进行移动，所以发生对于观看者产生不适感的问题。
图3是表示相对于液晶的电压与反射率的关系(V-R特性)、及电压与平均倾斜角的关系(V-θ特性)的曲线图，横轴表示电压[V]，左纵轴表示反射率[％]，右纵轴表示平均倾斜角[度]。符号A的特性曲线表示单元厚度dB＝1.7μm的蓝色光用液晶光阀的V-R特性，符号B的特性曲线表示单元厚度dB＝2.1μm的蓝色光用液晶光阀的V-R特性，符号C的特性曲线表示单元厚度dG＝2.1μm的绿色光用液晶光阀的V-R特性，符号D的特性曲线表示单元厚度dR＝2.1μm的红色光用液晶光阀的V-R特性，符号E的特性曲线表示单元厚度dB＝1.7μm的蓝色光用液晶光阀的V-θ特性，符号F的特性曲线表示单元厚度dG＝dR＝2.1μm的绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀的V-θ特性。
若对使全部液晶光阀的单元厚度相一致的情况下、也就是使单元厚度dR、dG、dB为2.1μm情况下的V-R特性(曲线B、C、D)进行比较，则相比于绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀的V-R特性，蓝色光用液晶光阀的V-R特性偏离得大。反射率基本取最大值时的最大灰度等级电压为，蓝色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VBmax为3.8V，绿色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VGmax及红色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VRmax为4.8V。还有，虽然红色光用液晶光阀的反射率实际上在比4.8V高的电压处取得最大值，但是因为在4.8V附近的区域反射率被视为基本饱和，因此使其与绿色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VGmax相一致。
在此，若使蓝色光用液晶光阀的单元厚度dB从2.1μm变更为1.7μm，则蓝色光用液晶光阀的V-R特性(曲线A)与单元厚度dB＝2.1μm的情况(曲线B)相比较转移到高电压侧。其结果，单元厚度dB＝1.7μm的蓝色光用液晶光阀的V-R特性(曲线A)与单元厚度dG＝2.1μm的绿色光用液晶光阀的V-R特性(曲线C)基本相一致。因而，能够使蓝色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VBmax从3.8V变更为与其他液晶光阀同样的4.8V。
此时，若着眼于各液晶光阀的V-θ特性，则根据单元厚度dB＝1.7μm的蓝色光用液晶光阀的V-θ特性(曲线E)，最大灰度等级电压(4.8V)施加时的平均倾斜角基本为20度。另一方面，根据单元厚度dG＝dR＝2.1μm的绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀的V-θ特性(曲线F)，最大灰度等级电压(4.8V)施加时的平均倾斜角基本为17度。平均倾斜角的大小与向错发生的难易程度相对应，平均倾斜角越小，液晶分子越容易受横向电场的影响，向错越容易发生。
如此一来，由于在全部液晶光阀中最大灰度等级电压施加时的液晶的平均倾斜角、即液晶的取向状态基本相一致，向错发生的难易程度也基本相一致。即，在本实施方式中，通过将蓝色光用液晶光阀3B的液晶单元11B的单元厚度dB设定为比其他液晶光阀3G、3R的液晶单元11G、11R的单元厚度dG、dR小，能够使最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角、即液晶的取向状态在全部液晶光阀中基本相一致。由此，因为向错发生的难易程度在全部液晶光阀3R、3G、3B中基本相一致，所以即使在例如对黑白图形等进行了显示时产生向错，也能够消除起因于蓝色着色的不适感。
(第2实施方式)
以下，关于本发明的第2实施方式，利用图4～图5进行说明。
本实施方式的投影机的基本构成与第1实施方式相同，用于使最大灰度等级电压施加时的液晶取向状态在全部液晶光阀中相一致的方法与第1实施方式不同。
图4是表示液晶光阀周边的构成的剖视图。图5是表示在本实施方式的投影机中相对于红色光用液晶光阀、绿色光用液晶光阀、蓝色光用液晶光阀的各光阀的V-R特性及最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角的曲线图。
在图4中，在与第1实施方式中采用的图2相同的构成要素附加同一符号，其详细的说明进行省略。
在本实施方式中，一个图像形成光学系统中液晶光阀的液晶的折射率各向异性Δn与其他图像形成光学系统中液晶光阀的液晶的折射率各向异性Δn不相同。具体地，图4(A)所示的蓝色光用液晶光阀3B的液晶单元11B的液晶层33的折射率各向异性ΔnB设定为，比图4(B)所示的红色光用液晶光阀3R的液晶单元11R的液晶层33的折射率各向异性ΔnR及绿色光用液晶光阀3G的液晶单元11G的液晶层33的折射率各向异性ΔnG要小。例如蓝色光用液晶单元11B的液晶层33的折射率各向异性ΔnB设定为0.10，红色光用液晶单元11R的液晶层33的折射率各向异性ΔnR设定为0.12，绿色光用液晶单元11G的液晶层33的折射率各向异性ΔnG设定为0.12。
用于对各液晶单元11R、11G、11B的液晶层33的折射率各向异性ΔnR、ΔnG、ΔnB如此地进行限制，在蓝色光用液晶单元11B与红色光用液晶单元11R及绿色光用液晶单元11G中可采用不同的液晶材料。还有，在全部的液晶光阀中，单元厚度同为2.1μm，液晶的介电常数各向异性Δε同为-5.5。并且，优选：各液晶单元11R、11G、11B间的倾斜角之差控制为5度以内。
图5是表示相对于液晶的电压与反射率的关系(V-R特性)、及电压与平均倾斜角的关系(V-θ特性)的曲线图，横轴表示电压[V]，左纵轴表示反射率[％]，右纵轴表示平均倾斜角[度]。符号A的特性曲线表示折射率各向异性ΔnB＝0.10的蓝色光用液晶光阀的V-R特性，符号B的特性曲线表示折射率各向异性ΔnB＝0.12的蓝色光用液晶光阀的V-R特性，符号C的特性曲线表示折射率各向异性ΔnG＝0.12的绿色光用液晶光阀的V-R特性，符号D的特性曲线表示折射率各向异性ΔnR＝0.12的红色光用液晶光阀的V-R特性，符号E的特性曲线表示折射率各向异性ΔnB＝ΔnG＝ΔnR＝0.12的各液晶光阀的V-θ特性。
若对使全部液晶光阀的折射率各向异性Δn相一致的情况下、也就是使折射率各向异性Δn为0.12情况下的V-R特性(曲线B、C、D)进行比较，则相比于绿色光用液晶光阀及红色光用液晶光阀的V-R特性，蓝色光用液晶光阀的V-R特性偏离得大。反射率基本取最大值时的最大灰度等级电压为，蓝色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VBmax为3.8V，绿色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VGmax及红色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VRmax为4.8V。还有，虽然红色光用液晶光阀的反射率实际上在比4.8V高的电压处取得最大值，但是因为在4.8V附近的区域反射率基本看作饱和，所以使之与绿色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VGmax相一致。
在此，若使蓝色光用液晶光阀的折射率各向异性ΔnB从0.12变更为0.10，则蓝色光用液晶光阀的V-R特性(曲线A)与折射率各向异性ΔnB＝0.12的情况(曲线B)相比较转移到高电压侧。其结果，折射率各向异性ΔnB＝0.10的蓝色光用液晶光阀的V-R特性(曲线A)与折射率各向异性ΔnG＝0.12μm的绿色光用液晶光阀的V-R特性(曲线C)基本相一致。因而，能够将蓝色光用液晶光阀的最大灰度等级电压VBmax从3.8V变更为与其他液晶光阀同样的4.8V。
此时，若着眼于各液晶光阀的V-θ特性，则根据以曲线E表示的V-θ特性(曲线E)，相对于最大灰度等级电压为3.8V时的蓝色光用液晶光阀的平均倾斜角基本为30度，使最大灰度等级电压以4.8V相一致时的各液晶光阀的平均倾斜角基本以17度相一致。如此一来，由于在全部液晶光阀中液晶的平均倾斜角基本相一致，向错发生的难易程度也基本相一致。即，在本实施方式中，通过将蓝色光用液晶光阀的液晶单元的折射率各向异性ΔnB设定为比其他液晶光阀的折射率各向异性ΔnG、ΔnR小，能够使最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角、即液晶的取向状态在全部液晶光阀中基本相一致。由此，因为向错发生的难易程度在全部液晶光阀中基本相一致，所以即使在例如对黑白图形等进行了显示时产生向错，也能够消除起因于蓝色着色的不适感。
并且，本实施方式的情况下，通过使蓝色光用液晶单元11B的液晶的折射率各向异性ΔnB变小，能够使蓝色光用液晶单元11B的耐光性提高。
(第3实施方式)
以下，关于本发明的第3实施方式，利用图6进行说明。
本实施方式的投影机的基本构成与第1、第2实施方式相同，用于使最大灰度等级电压施加时的液晶取向状态在全部液晶光阀中相一致的方法与第1、第2实施方式不同。
图6是表示液晶光阀周边的构成的剖视图。
在图6中，在与第1实施方式中采用的图2相同的构成要素附加同一符号，其详细的说明进行省略。
在本实施方式中，一个液晶光阀中液晶单元的液晶的预倾角θp与其他液晶光阀中液晶单元的液晶的预倾角θp不同。具体地，图6(A)所示的蓝色光用液晶光阀3B的液晶单元11B的液晶层33的预倾角θpB设定为，比图6(B)所示的红色光用液晶光阀3R的液晶单元11R的液晶层33的预倾角θpR及绿色光用液晶光阀3G的液晶单元11G的液晶层33的预倾角θpG要小。例如，蓝色光用液晶单元11B的预倾角θpB设定为2度，红色光用液晶单元11R的预倾角θpR设定为3.5度，绿色光用液晶单元11G的预倾角θpG设定为3.5度。
用于对各液晶光阀3R、3G、3B的液晶层33的预倾角如此地进行限制，在蓝色光用液晶单元11B与红色光用液晶单元11R及绿色光用液晶单元11G中，形成取向膜37、40时的斜向蒸镀条件不同。还有，在全部液晶光阀3R、3G、3B中单元厚度同为2.1μm，液晶的折射率各向异性Δn同为0.12，介电常数各向异性Δε同为-5.5。
在本实施方式中，通过将蓝色光用液晶光阀3B的液晶单元11B的预倾角θpB设定得比其他液晶光阀3G、3R的预倾角θpG、θpR小，在蓝色光用液晶光阀3B的液晶取向容易受横向电场的影响，能够使最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角、即液晶的取向状态在全部液晶光阀3R、3G、3B中基本相一致。由此，因为向错发生的难易程度在全部液晶光阀3R、3G、3B中基本相一致，所以即使在例如对黑白图形等进行了显示时产生向错，也能够消除起因于蓝色着色的不适感。
(第4实施方式)
以下，关于本发明的第4实施方式，利用图7进行说明。
本实施方式的投影机的基本构成与第1、第2实施方式相同，用于使最大灰度等级电压施加时的液晶取向状态在全部液晶光阀中相一致的方法与第1、第2实施方式不同。
图7是表示液晶光阀周边的构成的剖视图。
在图7中，在与第1实施方式中采用的图2相同的构成要素附加同一符号，其详细的说明进行省略。
在本实施方式中，如图7(A)～(C)所示，在TFT阵列基板31上的像素电极36与取向膜37之间设置例如由氧化硅膜、氮化硅膜等构成的绝缘膜47。而且，各液晶光阀3R、3G、3B中液晶单元11R、11G、11B的绝缘膜47的膜厚各不相同。具体地，图7(A)所示的蓝色光用液晶单元11B的绝缘膜47的膜厚tB设定为100nm，图7(B)所示的绿色光用液晶单元11G的绝缘膜47的膜厚tG设定为350nm，图7(C)所示的红色光用液晶单元11R的绝缘膜47的膜厚tR设定为375nm。
在此，用于使最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角即使在绿色光用液晶单元11G与红色光用液晶单元11R之间也相适应，改变绿色光用液晶单元11G的绝缘膜厚tG与红色光用液晶单元11R的绝缘膜厚tR。如果最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角改变不大，则绿色光用液晶单元11G的绝缘膜厚tG与红色光用液晶单元11R的绝缘膜厚tR也未必一定改变。
进而，图7(A)所示的蓝色光用液晶单元11B的液晶层33的预倾角θpB设定为2.5度，图7(B)所示的绿色光用液晶单元11G的液晶层33的预倾角θpG设定为3.5度，图7(C)所示的红色光用液晶单元11R的液晶层33的预倾角θpR设定为3.5度。
还有，在全部液晶单元11R、11G、11B中单元厚度同为2.2μm，液晶的折射率各向异性Δn同为0.12，介电常数各向异性Δε同为-5.4。
并且，在对置基板32上的共用电极39与取向膜40之间设置例如由氧化硅膜、氮化硅膜等构成的绝缘膜48。虽然在上述的例中，使TFT阵列基板31上的绝缘膜47的膜厚因各液晶单元11R、11G、11B而变，但是也可以代替该构成采用下述构成或在该构成中增加下述构成：使对置基板32上的绝缘膜48的膜厚因各液晶单元11R、11G、11B而变。
在本实施方式中，由于将蓝色光用液晶单元11B的预倾角θpB设定得比其他液晶单元11G、11R的预倾角θpG、θpR小，且使蓝色光用液晶单元11B的绝缘膜47的膜厚tB比其他液晶单元11G、11R的绝缘膜47的膜厚tG、tR小，在蓝色光用液晶单元11B的液晶取向容易受横向电场的影响。因而，能够使最大灰度等级电压施加时的平均倾斜角、即液晶的取向状态在全部液晶单元11R、11G、11B中基本相一致。由此，因为向错发生的难易程度在全部液晶光阀3R、3G、3B中基本相一致，因此即使在例如对黑白图形等进行了显示时产生向错，也能够消除起因于蓝色着色的不适感。
在本实施方式中，通过使蓝色光用液晶光阀3B的预倾角θpB比其他液晶光阀3G、3R的预倾角θpG、θpR小、及使蓝色光用液晶光阀3B的绝缘膜厚tB比其他液晶光阀3G、3R的绝缘膜厚要薄这2种方法组合，使液晶的取向状态在全部液晶光阀3R、3G、3B中基本相一致。也可以代替该构成，仅通过使蓝色光用液晶光阀3B的绝缘膜厚tb比其他液晶光阀3R、3G的绝缘膜厚tR、tG薄，使液晶的取向状态在全部液晶光阀3R、3G、3B基本相一致。只是，因为若使绝缘膜厚过薄则产生闪烁和/或图像残留的问题，所以如本实施方式地优选：使改变绝缘膜厚与其他方法相组合。
还有，本发明的技术范围并非限定于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以加以各种改变。例如虽然在上述实施方式中，通过改变液晶光阀的单元厚度、折射率各向异性、预倾角、绝缘膜厚任一而使液晶的取向状态在全部液晶光阀中基本相一致，但是这4个参数之中，也可以使任意2个以上参数变化。在使多个参数变化的情况下，各个参数的变化量较小即可。并且，虽然在上述实施方式中，示出将本发明适用于反射型液晶光阀的例，但是也可以应用于透射型液晶光阀。另外，关于投影机的各种构成部件的材料、形状、数量、配置等，并不限于上述实施方式，可以适当改变。

Claims (7)

1.一种投影机，其特征在于，具备：
射出不同颜色的多种色光的照明装置，
对前述多种色光的各自进行调制的多个液晶光阀，
对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统，和
将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；
前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的单元厚度比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的单元厚度薄，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
2.一种投影机，其特征在于，具备：
射出不同颜色的多种色光的照明装置，
对前述多种色光的各自进行调制的多个液晶光阀，
对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统，和
将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；
前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的液晶的折射率各向异性比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的液晶的折射率各向异性小，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
3.一种投影机，其特征在于，具备：
射出不同颜色的多种色光的照明装置，
对前述多种色光的各自进行调制的多个液晶光阀，
对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统，和
将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；
前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的液晶的预倾角比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的液晶的预倾角小，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的投影机，其特征在于：
前述液晶光阀具备液晶层、对前述液晶层进行夹持的一对基板、设置于前述一对基板的各自的电极、和设置于前述一对基板之中的至少一方基板中前述电极的前述液晶层侧的绝缘膜；
前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚薄。
5.一种投影机，其特征在于，具备：
射出不同颜色的多种色光的照明装置，
对前述多种色光的各自进行调制的多个液晶光阀，
对通过前述多个液晶光阀所调制的色光进行合成的色合成光学系统，和
将通过前述色合成光学系统所合成的光投影于被投影面上的投影光学系统；
前述液晶光阀具备液晶层、对前述液晶层进行夹持的一对基板、设置于前述一对基板的各自的电极、和设置于前述一对基板之中的至少一方基板中前述电极的前述液晶层侧的绝缘膜；
前述多个液晶光阀之中，对一种色光进行调制的一个液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚比对其他色光进行调制的其他液晶光阀的前述绝缘膜的膜厚薄，最大灰度等级电压施加时的液晶的取向状态在前述一个液晶光阀与前述其他液晶光阀基本相一致。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的投影机，其特征在于：
前述多个液晶光阀为红色光调制用液晶光阀、绿色光调制用液晶光阀及蓝色光调制用液晶光阀；
前述一个液晶光阀为前述蓝色光调制用液晶光阀。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的投影机，其特征在于：
前述液晶光阀为反射型液晶光阀。
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