(57)【要約】【課題】光の利用効率を向上させると共に、液晶が劣化することを抑えることができる液晶装置、及びプロジェクターを提供する。【解決手段】光のスペクトルが第１波長に最大ピークを有する光を変調する液晶装置であって、液晶層より光入射側に配置され、短波長側の立ち上がり半値波長が第２波長であり、少なくとも液晶層に至る光路を覆うカットフィルターと、素子基板における光出射側に配置され少なくとも液晶層を覆う反射防止膜と、を備え、素子基板から反射防止膜の透過率が第３波長で最大であり、第２波長は第３波長よりも短波長で、第３波長は第１波長よりも短波長である。【選択図】図１１
2014109693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光のスペクトルが第１波長に最大ピークを有する光を変調する液晶装置であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向配置されると共に、前記第１基板より光入射側に配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とにより挟持された液晶層と、
前記液晶層より光入射側に配置され、短波長側の立ち上がり半値波長が第２波長であり、少なくとも前記液晶層に至る光路を覆う波長選択フィルターと、
前記第１基板における光出射側に配置され、少なくとも前記液晶層を覆う反射防止膜と、
を備え、
前記第１基板から前記反射防止膜の透過率が、第３波長で最大であり、
前記第２波長は、前記第３波長よりも短波長で、
前記第３波長は、前記第１波長よりも短波長であることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
光のスペクトルが第１波長に最大ピークを有する光を変調する液晶装置であって、
第１基板と、
前記第１基板に対向配置されると共に、前記第１基板より光入射側に配置される第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板とにより挟持された液晶層と、
前記液晶層より光入射側に配置され、短波長側の立ち上がり半値波長が第２波長であり、少なくとも前記液晶層に至る光路を覆う波長選択フィルターと、
前記第１基板における光出射側に配置され、少なくとも前記液晶層を覆う反射防止膜と、
を備え、
前記第１基板から前記反射防止膜の透過率が、第３波長で最大であり、
前記反射防止膜の透過率は、前記第１波長から前記第２波長の間で、９９．５％以上であることを特徴とする液晶装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液晶装置であって、
前記第２波長は、４３０ｎｍ〜４４０ｎｍであり、
前記第１波長は、４３６ｎｍ〜４７０ｎｍであることを特徴とする液晶装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の液晶装置であって、
前記第２波長は、４３０ｎｍであり、
前記第１波長は、４３６ｎｍであることを特徴とする液晶装置。
【請求項５】
前記第１波長にピークを有する光を発光する光源と、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液晶装置と、を備える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、及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記液晶装置の一つとして、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶装置が知られている。液晶装置は、例えば、直視型ディスプレイやプロジェクターのライトバルブなどにおいて用いられている。
【０００３】
プロジェクターに用いられる液晶装置では、光源からの光が液晶に照射されることにより液晶が劣化することが知られている。また、液晶装置を通過して出た光が反射して、再度液晶装置に光が入ることによっても液晶が劣化することが知られている。特に液晶は、紫外線（ＵＶ）など短波長の光に弱く、劣化しやすいという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献１には、液晶装置の少なくとも光入射側面に、ローパスフィルターを設けて、液晶装置に入射する光のうち短波長をカットする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１では、短波長をカットする方法については開示されているものの、透過率を上げて光の利用効率を向上させる方法については開示が不十分であった。言い換えれば、短波長をカットすることによる液晶の光劣化防止と、光利用効率の向上と、の両立が不十分であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る液晶装置は、光のスペクトルが第１波長に最大ピークを有する光を変調する液晶装置であって、第１基板と、前記第１基板に対向配置されると共に、前記第１基板より光入射側に配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とにより挟持された液晶層と、前記液晶層より光入射側に配置され、短波長側の立ち上がり半値波長が第２波長であり、少なくとも前記液晶層に至る光路を覆う波長選択フィルターと、前記第１基板における光出射側に配置され、少なくとも前記液晶層を覆う反射防止膜と、を備え、前記第１基板から前記反射防止膜の透過率が、第３波長で最大であり、前記第２波長は、前記第３波長よりも短波長で、前記第３波長は、前記第１波長よりも短波長であることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、液晶層より光入射側に波長選択フィルターが設けられているので、第２波長より短波長の光が液晶装置に入射することを抑えることが可能となり、液晶の寿命を向上させることができる。また、光の出射側に所定の波長帯域（第３波長）で透過率が最大となる反射防止膜が設けられているので、波長選択フィルターを透過してきた第１波長から第２波長の光の透過率を高めることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。また、反射防止膜は第１波長より短波長の第３波長で透過率が最大となるため、特に短波長の戻り光を小さくできるので、液晶が劣化することを抑えることができる。
【００１０】
［適用例２］本適用例に係る液晶装置は、光のスペクトルが第１波長に最大ピークを有する光を変調する液晶装置であって、第１基板と、前記第１基板に対向配置されると共に、前記第１基板より光入射側に配置される第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とにより挟持された液晶層と、前記液晶層より光入射側に配置され、短波長側の立ち上がり半値波長が第２波長であり、少なくとも前記液晶層に至る光路を覆う波長選択フィルターと、前記第１基板における光出射側に配置され、少なくとも前記液晶層を覆う反射防止膜と、を備え、前記第１基板から前記反射防止膜の透過率が、第３波長で最大であり、前記反射防止膜の透過率は、前記第１波長から前記第２波長の間で、９９．５％以上であることを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、液晶層より光入射側に波長選択フィルターが設けられているので、第２波長より短波長の光が液晶装置に入射することを抑えることが可能となり、液晶の寿命を向上させることができる。また、光の出射側に、第１波長から第２波長の間で透過率が９９．５％以上となる反射防止膜が設けられているので、波長選択フィルターを透過してきた第１波長から第２波長の光の殆どを透過させることが可能となり、戻り光を防ぐことができる。その結果、光の利用効率を向上させることができる。また、特に短波長の戻り光を小さくできるので、液晶が劣化することを抑えることができる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る液晶装置において、前記第２波長は、４３０ｎｍ〜４４０ｎｍであり、前記第１波長は、４３６ｎｍ〜４７０ｎｍであることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、短波長側の立ち上がり半値波長（第２波長）と、光のスペクトルが最大ピークとなる波長（第１波長）とが、上記のような波長に設定されており、反射防止膜の反射率が最小となる波長（第３波長）がこの間になるように設定されているので、液晶の劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を向上させることができる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例に係る液晶装置において、前記第２波長は、４３０ｎｍであり、前記第１波長は、４３６ｎｍであることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、短波長側の立ち上がり半値波長（第２波長）と、光のスペクトルが最大ピークとなる波長（第１波長）とが、上記のような波長に設定されており、反射防止膜の反射率が最小となる波長（第３波長）がこの間になるように設定されているので、液晶の劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を向上させることができる。
【００１６】
［適用例５］本適用例に係るプロジェクターは、前記第１波長にピークを有する光を発光する光源と、上記に記載の液晶装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、上記した液晶装置を備えているので、液晶の光劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を向上させることが可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液晶装置の構成を示す模式図。
【図２】液晶パネルの構成を示す模式平面図。
【図３】図２に示す液晶パネルのＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図。
【図４】液晶パネルの電気的な構成を示す等価回路図。
【図５】液晶パネルの構造を示す模式断面図。
【図６】液晶装置のうち主に反射防止膜の構成を示す模式図。
【図７】（ａ）は反射防止膜が二層の場合の屈折率及び膜厚の構成を示す図表であり、（ｂ）は反射防止膜が三層の場合の屈折率及び膜厚の構成を示す図表。
【図８】青色光、緑色光、赤色光のスペクトルを表すグラフ。
【図９】ガラスと二層の反射防止膜と三層の反射防止膜とにおける、反射率と波長との関係を示すグラフ。
【図１０】ガラスと二層の反射防止膜と三層の反射防止膜とにおける、透過率と波長との関係を示すグラフ。
【図１１】カットフィルター及び反射防止膜などの光学特性を示すグラフ。
【図１２】液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図。
【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に従って説明する。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、以下の形態において、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成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】
本実施形態では、液晶装置として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば、投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２２】
＜液晶装置の構成＞
図１は、液晶装置の構成を示す模式図である。以下、液晶装置の構成を、図１を参照しながら説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の液晶装置５００は、対向配置された素子基板１０（第１基板）および対向基板２０（第２基板）を有する液晶パネル１００と、液晶パネル１００の光入射側に設けられた第１防塵ガラス３１０と、液晶パネル１００の光出射側に設けられた第２防塵ガラス３２０と、第２防塵ガラス３２０の光出射側に設けられた反射防止膜４００と、第１防塵ガラス３１０の光入射側に配置された波長選択フィルターとしてのカットフィルター３３０と、を備えている。なお、防塵ガラスは、光出射側に設けられた第２防塵ガラス３２０のみでもよい。
【００２４】
カットフィルター３３０は、光源（例えば、超高圧水銀ランプ：図１２参照）と第１防塵ガラス３１０との間に配置されている。また、カットフィルター３３０は、例えば、少なくとも後述する表示領域Ｅの周囲に形成された遮光膜１８より内側と平面視で重なる範囲、すなわち入射光が照射される領域に形成されている。好ましくは、カットフィルター３３０は、液晶パネル１００の液晶層と平面視で重なる範囲に配置されている。第１防塵ガラス３１０及び第２防塵ガラス３２０は、液晶パネル１００の少なくとも表示領域に塵埃等が付着することを防止するために設けられている。
【００２５】
＜液晶パネルの構成＞
図２は、液晶パネルの構成を示す模式平面図である。図３は、図２に示す液晶パネルのＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。図４は、液晶パネルの電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶パネルの構成を、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２及び図３に示すように、本実施形態の液晶パネル１００は、対向配置された素子基板１０（第１基板）および対向基板２０（第２基板）と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、および対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
【００２７】
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。平面視で環状に設けられたシール材１４の内側で、素子基板１０は対向基板２０の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１５を構成している。シール材１４は、例えば熱硬化性又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１４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。
【００２８】
シール材１４の内縁より内側には、複数の画素Ｐが配列した表示領域Ｅが設けられている。表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図２及び図３では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光膜（ブラックマトリックス；ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。
【００２９】
素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。
【００３０】
対向基板２０における環状に配置されたシール材１４と表示領域Ｅとの間には、遮光膜１８（見切り部）が設けられている。遮光膜１８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１８の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。なお、図２では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光膜が設けられている。
【００３１】
これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子６１に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。
【００３２】
図３に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う第１配向膜としての無機配向膜２８とが形成されている。
【００３３】
また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、無機配向膜２８を含むものである。
【００３４】
対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光膜１８と、これを覆うように成膜された平坦化層３３と、平坦化層３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う第２配向膜としての無機配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも対向電極３１、無機配向膜３２を含むものである。
【００３５】
遮光膜１８は、図２に示すように、表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている（図示簡略）。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作すること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。
【００３６】
平坦化層３３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜１８を覆うように設けられている。このような平坦化層３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００３７】
対向電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層３３を覆うと共に、図２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２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３８】
画素電極２７を覆う無機配向膜２８および対向電極３１を覆う無機配向膜３２は、液晶パネル１００の光学設計に基づいて選定される。例えば、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
【００３９】
このような液晶パネル１００は、例えば透過型であって、画素Ｐが非駆動時に明表示となるノーマリーホワイトモードや、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。光の入射側と出射側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。本実施形態ではノーマリーブラックモードが採用されている。
【００４０】
図４に示すように、液晶パネル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複数の走査線３ａおよび複数のデータ線６ａと、容量線３ｂとを有する。走査線３ａが延在する方向がＸ方向であり、データ線６ａが延在する方向がＹ方向である。
【００４１】
走査線３ａとデータ線６ａならびに容量線３ｂと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極２７と、ＴＦＴ３０と、容量素子１６とが設けられ、これらが画素Ｐの画素回路を構成している。
【００４２】
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のデータ線側ソースドレイン領域（ソース領域）に電気的に接続されている。画素電極２７は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域（ドレイン領域）に電気的に接続されている。
【００４３】
データ線６ａは、データ線駆動回路２２（図２参照）に接続されており、データ線駆動回路２２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２４（図２参照）に接続されており、走査線駆動回路２４から供給される走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｍを各画素Ｐに供給する。
【００４４】
データ線駆動回路２２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よい。走査線駆動回路２４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供給する。
【００４５】
液晶パネル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２７に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極２７を介して液晶層１５に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｄ１〜Ｄｎは、画素電極２７と液晶層１５を介して対向配置された対向電極３１との間で一定期間保持される。
【００４６】
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２７と対向電極３１との間に形成される液晶容量と並列に容量素子１６が接続されている。容量素子１６は、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域と容量線３ｂとの間に設けられている。容量素子１６は、２つの容量電極の間に誘電体層を有するものである。
【００４７】
図５は、液晶パネルの構造を示す模式断面図である。以下、液晶パネルの構造を、図５を参照しながら説明する。なお、図５は、各構成要素の断面的な位置関係を示すものであり、明示可能な尺度で表されている。
【００４８】
図５に示すように、液晶パネル１００は、一対の基板のうち一方の基板である素子基板１０と、これに対向配置される他方の基板である対向基板２０とを備えている。素子基板１０を構成する第１基材１０ａ、及び対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、上記したように、例えば、石英基板等によって構成されている。
【００４９】
第１基材１０ａ上には、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）等からなる下側遮光膜３ｃが形成されている。下側遮光膜３ｃは、平面的に格子状にパターニングされており、各画素の開口領域を規定している。なお、下側遮光膜３ｃは、走査線３ａの一部として機能するようにしてもよい。第１基材１０ａ及び下側遮光膜３ｃ上には、シリコン酸化膜等からなる下地絶縁層１１ａが形成されている。
【００５０】
下地絶縁層１１ａ上には、ＴＦＴ３０及び走査線３ａ等が形成されている。ＴＦＴ３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、ポリシリコン等からなる半導体層３０ａと、半導体層３０ａ上に形成されたゲート絶縁膜１１ｇと、ゲート絶縁膜１１ｇ上に形成されたポリシリコン膜等からなるゲート電極３０ｇとを有する。上記したように、走査線３ａは、ゲート電極３０ｇとしても機能する。
【００５１】
半導体層３０ａは、例えば、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンが注入されることにより、Ｎ型のＴＦＴ３０として形成されている。具体的には、半導体層３０ａは、チャネル領域３０ｃと、データ線側ＬＤＤ領域３０ｓ１と、データ線側ソースドレイン領域３０ｓと、画素電極側ＬＤＤ領域３０ｄ１と、画素電極側ソースドレイン領域３０ｄとを備えている。
【００５２】
チャネル領域３０ｃには、ボロン（Ｂ）イオン等のＰ型の不純物イオンがドープされている。その他の領域（３０ｓ１，３０ｓ，３０ｄ１，３０ｄ）には、リン（Ｐ）イオン等のＮ型の不純物イオンがドープされている。このように、ＴＦＴ３０は、Ｎ型のＴＦＴとして形成されている。
【００５３】
ゲート電極３０ｇ、下地絶縁層１１ａ、及び走査線３ａ上には、シリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁層１１ｂが形成されている。第１層間絶縁層１１ｂ上には、容量素子１６が設けられている。具体的には、ＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ及び画素電極２７に電気的に接続された画素電位側容量電極としての第１容量電極１６ａと、固定電位側容量電極としての容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）の一部とが、誘電体膜１６ｃを介して対向配置されることにより、容量素子１６が形成されている。
【００５４】
容量線３ｂ（第２容量電極１６ｂ）は、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点金属のうち少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等からなる。或いは、Ａｌ（アルミニウム）膜から形成することも可能である。
【００５５】
第１容量電極１６ａは、例えば、導電性のポリシリコン膜からなり容量素子１６の画素電位側容量電極として機能する。ただし、第１容量電極１６ａは、容量線３ｂと同様に、金属又は合金を含む単一層膜又は多層膜から構成してもよい。第１容量電極１６ａは、画素電位側容量電極としての機能のほか、コンタクトホールＣＮＴ５２、中継層５５、コンタクトホールＣＮＴ５３、ＣＮＴ５１を介して、画素電極２７とＴＦＴ３０の画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）とを中継接続する機能を有する。
【００５６】
容量素子１６上には、第２層間絶縁層１１ｃを介してデータ線６ａが形成されている。データ線６ａは、第１層間絶縁層１１ｂ及び第２層間絶縁層１１ｃに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５４を介して、半導体層３０ａのデータ線側ソースドレイン領域３０ｓ（ソース領域）に電気的に接続されている。
【００５７】
データ線６ａ上には、第３層間絶縁層１１ｄを介して画素電極２７が形成されている。画素電極２７は、第２層間絶縁層１１ｃ及び第３層間絶縁層１１ｄに開孔されたコンタクトホールＣＮＴ５２、ＣＮＴ５３、中継層５５を介して第１容量電極１６ａに接続されることにより、半導体層３０ａの画素電極側ソースドレイン領域３０ｄ（ドレイン領域）に電気的に接続されている。なお、画素電極２７は、例えば、ＩＴＯ膜等の透明導電性膜から形成されている。
【００５８】
画素電極２７及び第３層間絶縁層１１ｄ上には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を斜方蒸着した無機配向膜２８が設けられている。無機配向膜２８上には、シール材１４（図２及び図３参照）により囲まれた空間に液晶等が封入された液晶層１５が設けられている。
【００５９】
一方、第２基材２０ａ上には、その全面に渡って対向電極３１が設けられている。対向電極３１上（図５では下側）には、酸化シリコン（ＳｉＯ2）などの無機材料を斜方蒸着した無機配向膜３２が設けられている。対向電極３１は、上述の画素電極２７と同様に、例えばＩＴＯ膜等の透明導電性膜からなる。
【００６０】
液晶層１５は、画素電極２７からの電界が印加されていない状態で無機配向膜２８，３２によって所定の配向状態をとる。シール材１４は、素子基板１０及び対向基板２０をそれらの周辺で貼り合わせるための、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー或いはガラスビーズ等のスペーサーが混入されている。
【００６１】
＜反射防止膜の構成＞
図６は、液晶装置のうち主に反射防止膜の構成を示す模式図である。図６（ａ）は、反射防止膜が二層で構成されている場合を示す模式図である。図６（ｂ）は、反射防止膜が三層で構成されている場合を示す模式図である。図７（ａ）は、反射防止膜が二層の場合の屈折率及び膜厚の構成を示す図表である。図７（ｂ）は、反射防止膜が三層の場合の屈折率及び膜厚の構成を示す図表である。以下、反射防止膜の構成について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、第１液晶装置５０１の反射防止膜４１０は、第１液晶装置５０１の素子基板１０側に配置された第２防塵ガラス３２０に、第２防塵ガラス３２０側から順に第１透明膜４１１と第２透明膜４１２とが貼着されている。
【００６３】
図６（ｂ）に示すように、第２液晶装置５０２の反射防止膜４２０は、第２液晶装置５０２の素子基板１０側に配置された第２防塵ガラス３２０に、第２防塵ガラス３２０側から順に第１透明膜４２１と第２透明膜４２２と第３透明膜４２３とが貼着されている。
【００６４】
また、図７（ａ）に示すように、第１液晶装置５０１の第２防塵ガラス３２０の屈折率は、１．４７である。第１透明膜４１１の屈折率は１．６８であり、膜厚は６５ｎｍである。第２透明膜４１２の屈折率は１．４７であり、膜厚は７４ｎｍである。媒質は空気であり、屈折率は１である。なお、これら屈折率は、４３５ｎｍのときの値である。
【００６５】
なお、これらの屈折率をもつ材料として、以下のものが挙げられる。屈折率が１．６８の材料としては、例えば、Ａｌ２０３である。屈折率が１．４７の材料としては、例えば、ＳｉＯ2である。また、第２防塵ガラス３２０や媒質の厚みは、反射防止膜４１０（４１１，４１２）と比較して格段に大きいので、記載していない。
【００６６】
図７（ｂ）に示すように、第２液晶装置５０２の第２防塵ガラス３２０の屈折率は、第１液晶装置５０１と同様に、１．４７である。第１透明膜４２１の屈折率は１．６８であり、膜厚は６５ｎｍである。第２透明膜４２２の屈折率は２．０９であり、膜厚は１０４ｎｍである。第３透明膜４２３の屈折率は１．４７であり、膜厚は７４ｎｍである。媒質は、上記と同様に空気であり、屈折率は１である。なお、これら屈折率は、４３５ｎｍのときの値である。
【００６７】
なお、これらの屈折率をもつ材料として、上記反射防止膜４１０と同様に、以下のものが挙げられる。屈折率が１．６８の材料としては、例えば、Ａｌ2０3である。屈折率が１．４７の材料としては、例えば、ＳｉＯ2である。更に、屈折率が２．０９の材料としては、例えば、Ｚｒ０2である。また、第２防塵ガラス３２０や媒質の厚みは、反射防止膜４２０（４２１，４２２，４２３）と比較して格段に大きいので、記載していない。
【００６８】
このように構成すれば、反射防止膜４１０又は反射防止膜４２０のどちらを用いることもできる。なお、反射防止膜４１０及び反射防止膜４２０の光学特性については、後述する。
【００６９】
図８は、光源から出射された光のうち青色光を変調する液晶パネルに照射される光（以下、「青色光」という）、緑色光を変調する液晶パネルに照射される光（以下、「緑色光」という）、赤色光を変調する液晶パネルに照射される光（以下、「赤色光」という）のスペクトルを表すグラフである。図９は、ガラス（防塵ガラス３２０）と反射防止膜４１０と反射防止膜４２０とにおける、反射率と波長との関係を示すグラフである。図１０は、ガラス（防塵ガラス３２０）と反射防止膜４１０と反射防止膜４２０とにおける、透過率と波長との関係を示すグラフである。以下、反射率及び透過率について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００７０】
図８に示すグラフは、横軸が波長であり、４００ｎｍから７００ｎｍまでの範囲を示している。一方、縦軸は発光輝度であり、各色についてピークで１になるよう規格化している。光源は、例えば、超高圧水銀ランプである。
【００７１】
なお、発光輝度とは、パネル表面での輝度分布である。例えば、青色光のスペクトル４１Ｂは、青色光を変調する液晶パネルへの入射光の輝度分布で、緑色光のスペクトル４１Ｂは、緑色光を変調する液晶パネルへの入射光の輝度分布で、赤色光のスペクトル４１Ｒは、赤色光を変調する液晶パネルへの入射光の輝度分布である。
【００７２】
青色光のスペクトル４１Ｂは、例えば、略４３６ｎｍで発光輝度がピークとなっている。緑色光のスペクトル４１Ｇは、例えば、略５５０ｎｍで発光輝度がピークとなっている。赤色光のスペクトル４１Ｒは、例えば、略６００ｎｍで発光輝度がピークとなっている。
【００７３】
特に、液晶を劣化させる要因の一つである、青色光のスペクトル４１Ｂより短波長側の波長をカットすることが求められている。
【００７４】
図９に示すグラフは、横軸が波長であり、３５０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲を示している。一方、縦軸は反射率であり、０％から６％までの範囲を示している。
【００７５】
実線は、反射防止膜４１０に入射する波長と、反射防止膜４１０と空気の界面での反射率との関係を示している。また、破線は、反射防止膜４２０に入射する波長と、反射防止膜４２０と空気の界面での反射率との関係を示している。二点鎖線は、ガラス（防塵ガラス３２０）に入射する波長と、ガラスと空気の界面での反射率との関係を示している。
【００７６】
図９に示すように、反射防止膜４１０及び反射防止膜４２０の反射率は、波長４３０ｎｍ〜４４０ｎｍまでの範囲で、０．５％以下となるように設定されている。また、反射防止膜４１０は、反射防止膜４２０より狭い波長範囲（４３０ｎｍ〜４４０ｎｍ）での反射率が低く（０．５％以下）、光の透過性に優れている。
【００７７】
また、防塵ガラス３２０の反射率は、４００ｎｍで略３．６％である。言い換えれば、防塵ガラス３２０の透過率は、４００ｎｍで略９６．４％である。また、反射防止膜４１０は、例えば、長波長側の６００ｎｍでは、防塵ガラス３２０より反射率が高いことがわかる。
【００７８】
図１０に示すグラフは、横軸が波長であり、３５０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲を示している。一方、縦軸は透過率であり、９４％から１００％までの範囲を示している。
【００７９】
実線は、反射防止膜４１０の波長と透過率との関係を示している。また、破線は、反射防止膜４２０の波長と透過率との関係を示している。二点鎖線は、ガラス（防塵ガラス３２０）の波長と透過率との関係を示している。
【００８０】
図１０に示すように、反射防止膜４１０及び反射防止膜４２０の透過率は、波長４３０ｎｍ〜４４０ｎｍまでの範囲で、９９．５％以上となるように設定されている。
【００８１】
具体的には、光源が超高圧水銀ランプの場合、青色光の発光輝度のピークが４３６ｎｍである。本実施形態では、青色光が入射する液晶装置５００が対象となるので、反射防止膜４１０，４２０の最大透過率が、４３０ｎｍから４４０ｎｍの間になるように設定されていれば、反射も抑えられ液晶の光劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を高めることができる。
【００８２】
＜液晶装置の光学特性＞
図１１は、液晶装置を構成するカットフィルター及び反射防止膜などの光学特性を示すグラフである。以下、液晶装置の光学特性について、図１１を参照しながら説明する。
【００８３】
図１１に示すグラフは、横軸が波長を示している。また、縦軸の一方は透過率であり、０％から１００％までの範囲を示している。縦軸の他方は発光輝度である。
【００８４】
実線は、波長とカットフィルター３３０の透過率との関係を示している。破線は、反射防止膜４１０の波長と透過率との関係を示している。二点鎖線は、青色光の波長と輝度との関係を示している。
【００８５】
青色光のスペクトル４１Ｂのピークは、例えば、４３６ｎｍ（第１波長）である。反射防止膜４１０は、最大透過率となる波長（第３波長）が、第２波長である４３０ｎｍから第１波長である４４０ｎｍの間になるように設定されている。
【００８６】
カットフィルター３３０の半値波長は、例えば、４３０ｎｍ（第２波長）である。なお、本実施形態の半値波長とは、カットフィルター３３０の最大透過率に対して５０％となる波長のことである。このとき、４２０ｎｍ以下の波長の透過率は、０．０００１％以下となる。
【００８７】
このように、液晶装置５００の光入射側に、半値波長が４３０ｎｍのカットフィルター３３０を配置するので、短波長（特に、４２０ｎｍ以下）の光が液晶装置５００に入射することを抑えることが可能となり、液晶の劣化を抑え、液晶の寿命を向上させることができる。
【００８８】
換言すると、液晶装置５００の光入射側に、入射光のスペクトル４１Ｂのピークより短波長側に半値波長を有するカットフィルターを配置することにより、表示にも寄与せず液晶劣化の原因となる短波長の光が液晶層に入射することを抑制することができる。
【００８９】
また、液晶装置５００の光出射側に、カットフィルター３３０の半値波長である４３０ｎｍと、青色光のスペクトル４１Ｂの発光輝度がピークとなる波長４３６ｎｍとの間に、最大透過率が９９．５％以上となる反射防止膜４１０が設けられているので、４３０ｎｍ〜４４０ｎｍの光を透過させることが可能となり、透過率を向上させることができる。その結果、光（青色光）の利用効率を高めることができる。加えて、液晶装置５００の光出射側に反射防止膜４１０が設けられているので、透過した光が再び戻ることを防ぐことができる。
【００９０】
言い換えると、液晶装置５００の光出射側に、入射光のスペクトル４１Ｂのピークより短波長に最大透過率のピークを有する反射防止膜４１０を配置している。そのため、表示に寄与するものの液晶への影響が大きい波長領域の光が、再び液晶層に戻ることを抑制する。よって、表示画像の輝度を高めつつ、液晶の劣化を低減することができる。
【００９１】
また、カットフィルター３３０により、極めて短波長の光は既にカットされているため、反射防止膜４１０の透過率がピークになる波長を、より入射光のスペクトル４１Ｂのピーク波長に近づけることができる。これにより、入射光のスペクトル４１Ｂのピーク波長近傍の波長の透過率も比較的高くすることができる。
【００９２】
また、上記の反射防止膜４１０を設けて短波長の戻り光を防ぐことで、カットフィルター３３０のカット波長を長波長側に設定する必要性が小さくなるので、カットフィルターのカット波長を短波長側に設定することができ、表示画像の輝度の低下を防ぐことができる。
【００９３】
なお、反射防止膜４１０を用いることによる効果として、製造が容易となり生産性を向上させることができる。また、反射防止膜４２０を用いた場合の効果として、青色光以外の光（緑色光、赤色光）が入射する液晶装置に共通で用いることができる。
【００９４】
また、三層の反射防止膜４２０を用いた場合、入射光のスペクトル４１Ｂのピークでの透過率が、二層の反射防止膜４１０を用いた場合よりも高くなるため、より表示画像の輝度を高くすることができる。
【００９５】
＜プロジェクターの構成＞
次に、本実施形態のプロジェクターとしての投射型表示装置について、図１２を参照して説明する。図１２は、上記した液晶装置を備えた投射型表示装置の構成を示す概略図である。
【００９６】
図１２に示すように、本実施形態の投射型表示装置１０００（プロジェクター）は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
【００９７】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀ランプなどの光源からなるランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００９８】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から出射された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００９９】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【０１００】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて出射される。
【０１０１】
このプリズムは、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。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１０２】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶装置５００が適用されたものである。液晶装置５００は、色光の入射側と出射側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【０１０３】
このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、不要な光の入射を抑えると共に、光の利用効率が向上する液晶装置５００を用いているので、高い表示品質と長寿命化を実現することができる。
【０１０４】
以上詳述したように、本実施形態の液晶装置５００、及びプロジェクター（投射型表示装置１０００）によれば、以下に示す効果が得られる。
【０１０５】
（１）本実施形態の液晶装置５００によれば、光の入射側にカットフィルター３３０が設けられているので、第２波長（４３０ｎｍ）より短波長の光が液晶パネル１００に入射することを抑えることが可能となり、液晶の寿命を向上させることができる。また、光の出射側に、第１波長（４４０ｎｍ）から第２波長（４３０ｎｍ）の間で透過率が９９．５％以上となる反射防止膜４１０が設けられているので、カットフィルター３３０を透過してきた第１波長（４４０ｎｍ）から第２波長（４３０ｎｍ）の光の殆どを透過させることが可能となり、戻り光を防ぐことができる。その結果、光の利用効率を向上させることができる。また、特に短波長の戻り光を小さくできるので、液晶が劣化することを抑えることができる。
【０１０６】
（２）本実施形態のプロジェクターによれば、上記した液晶装置５００を備えているので、液晶の光劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を向上させることが可能なプロジェクターを提供することができる。
【０１０７】
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及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、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
【０１０８】
（変形例１）
上記したように、光源は、超高圧水銀ランプであることに限定されず、例えば、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、ＬＥＤ（発光ダイオード）、レーザーを用いるようにしてもよい。このとき、青色光の発光輝度のピークとなる波長（第１波長）が、上記したように、略４４０ｎｍと異なる波長域になることが考えられる。例えば、第１波長が４５０ｎｍ〜４７０ｎｍである。この場合、青色光の発光特性に合わせて、カットフィルター３３０や反射防止膜４００の光学特性を変えることが望ましい。例えば、半値波長（第２波長）を４３０ｎｍ〜４４０ｎｍの間に設定する。
【０１０９】
これによれば、短波長側の立ち上がり半値波長（第２波長）と、光のスペクトルが最大ピークとなる波長（第１波長）との間に、反射防止膜４００の反射率が最小となる波長（第３波長）が入るように設定することで、液晶の劣化を抑えることができると共に、光の利用効率を向上させることができる。
【０１１０】
（変形例２）
上記したように、カットフィルター３３０と液晶パネル１００とが離れて配置されていることに限定されず、例えば、液晶パネル１００を構成する対向基板２０（第１防塵ガラス３１０）に貼着されていてもよい。
【０１１１】
（変形例３）
上記したように、液晶パネル１００と光源との間にカットフィルター３３０を設けることに限定されず、例えば、液晶層１５と光源との間にカットフィルター３３０を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
３ａ…走査線、３ｂ…容量線、３ｃ…下側遮光膜、６ａ…データ線、１０…素子基板（第１基板）、１０ａ…第１基材、１１ａ…下地絶縁層、１１ｂ…第１層間絶縁層、１１ｃ…第２層間絶縁層、１１ｄ…第３層間絶縁層、１１ｇ…ゲート絶縁膜、１４…シール材、１５…液晶層、１６…容量素子、１６ａ…第１容量電極、１６ｂ…第２容量電極、１６ｃ…誘電体膜、１８…遮光膜、２０…対向基板（第２基板）、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２…無機配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３０ａ…半導体層、３０ｃ…チャネル領域、３０ｄ…画素電極側ソースドレイン領域、３０ｄ１…画素電極側ＬＤＤ領域、３０ｇ…ゲート電極、３０ｓ…データ線側ソースドレイン領域、３０ｓ１…データ線側ＬＤＤ領域、３１…対向電極、３３…平坦化層、４１Ｂ…青色光のスペクトル、４１Ｇ…緑色光のスペクトル、４１Ｒ…赤色光のスペクトル、ＣＮＴ５１，５２，５３，５４…コンタクトホール、５５…中継層、６１…外部接続用端子、１００…液晶パネル、３１０…第１防塵ガラス、３２０…第２防塵ガラス、３３０…波長選択フィルターとしてのカットフィルター、４００…反射防止膜、４１０…二層の反射防止膜、４１１…第１透明膜、４１２…第２透明膜、４２０…三層の反射防止膜、４２１…第１透明膜、４２２…第２透明膜、４２３…第３透明膜、５００…液晶装置、５０１…第１液晶装置、５０２…第２液晶装置、１０００…投射型表示装置、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。
【図１】
2014109693.tif 000003
【図２】
2014109693.tif 000004
【図３】
2014109693.tif 000005
【図４】
2014109693.tif 000006
【図５】
2014109693.tif 000007
【図６】
2014109693.tif 000008
【図７】
2014109693.tif 000009
【図８】
2014109693.tif 000010
【図９】
2014109693.tif 000011
【図１０】
2014109693.tif 000012
【図１１】
2014109693.tif 000013
【図１２】
2014109693.tif 000014