(57)【要約】【課題】  低コスト且つ基板材料の選択が容易であり、液晶プロジェクタで3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う強い光が液晶表示装置に入射しても、液晶プロジェクタの良好な表示品質を維持することが出来る液晶表示装置及び液晶プロジェクタを提供する。【解決手段】  液晶表示装置１１は、透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板１２と、ＴＦＴ基板１２に対向して配設された対向基板１３と、ＴＦＴ基板１２と対向基板１３との間に配設された液晶層１４と、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の少なくとも一方の外側表面に隣接する補償基板１５とを備える。ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスが、補償基板１５、１６には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスがそれぞれ用いられる。【選択図】  図１
2005049744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向して配設された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に配設された液晶層と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の少なくとも一方の外側表面に隣接する補償基板とを備え、
前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記透明基板の熱膨張係数が＋１．０×１０-6／Ｋ以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記補償基板と前記透明基板とが一体的に配置される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  １０
である、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記補償基板の外側表面又は該補償基板が隣接しないＴＦＴ基板若しくは対向基板の外側表面に隣接して更に放熱基板を備え、該放熱基板は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記放熱基板は該放熱基板に隣接する基板と一体的に配置される、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  ２４
である、請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記透明基板が、１．１ｍｍ以下の厚みを有する、請求項１〜７の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記補償基板と、前記液晶表示装置を構成する他の基板との間が、ゲル状の接着剤を用いて相互に貼り合わされる、請求項１〜８の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記ゲル状の接着剤がシリコン系材料を含む、請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記ゲル状の接着剤の針入度が、６０〜１００である、請求項９又は１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関し、特に、低コスト且つ基板材料の選択が容易であり、液晶プロジェクタで3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う強い光が液晶表示装置に入射しても、液晶プロジェクタの良好な表示品質を維持することが出来る液晶表示装置、及びそのような液晶表示装置を有する液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタは、光源と、光源からの光の透過を制御するライトバルブとして機能する液晶表示装置とを備え、液晶表示装置を透過した光をスクリーン上に拡大して投影する。液晶表示装置の前後には偏光軸が相互に直交する一対の偏光板が配置されており、液晶表示装置は、透過光の偏光方向を制御することによって、必要な光を透過させることが出来る。
【０００３】
液晶表示装置は、透過光の偏光方向を制御する液晶層と、液晶層を挟持するＴＦＴ基板及び対向基板とを有する。ＴＦＴ基板は、ガラス等の透明基板上に液晶層を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極が形成されており、対向基板は、透明基板上に対向電極が形成されており、電極形成面を相互に対向した状態で互いの間に液晶層を挟持している。
【０００４】
ＴＦＴ基板と対向基板の厚さは０．５〜１．２ｍｍ程度であり、ＴＦＴ基板と対向基板の各外側の基板面は、透過光の焦点位置である液晶層のごく近傍にあたる。このため、これら基板面に傷やゴミがあると、その影がスクリーンに映し出されて表示品質が低下する。これを防ぐため、双方の外側の基板面には、防塵ガラスと呼ばれる厚さ０．５〜１．２ｍｍ程度の防塵基板をそれぞれ貼り合わせ、傷の発生やゴミの付着を防いでいる。この場合、防塵基板の表面に傷やゴミがあっても、液晶層からは十分に離れているので、スクリーン上の表示品質への影響は殆ど無い。
【０００５】
ところで、最近の液晶プロジェクタは、明るい部屋でも見えるように、より明るい表示が求められている。この結果、液晶プロジェクタに用いられる光源の輝度が高くなり、液晶表示装置を透過する光の強度も大きくなってきている。通常、液晶表示装置は入射光の一部を吸収して発熱するが、入射光の強度が大きくなるとそれに伴って発熱が大きくなる。この発熱によって、液晶表示装置の中心部と周辺部との間に大きな温度差が生ずると、液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板、対向基板、及び防塵基板などのそれぞれの基板の基板面内に応力が発生する。この応力は、基板を構成する材料の複屈折性により、応力発生部分の透過光に位相のズレ、つまりリタデーションを発生させる。リタデーションが発生すると、暗表示の際に光の一部が偏光板を透過する「光抜け」という現象が発生し、スクリーンに投影される画像のコントラストが低下することから、表示品質の低下を招くという問題がある。
【０００６】
特許文献１は、熱膨張係数の小さな基板を用いることにより、リタデーションを抑制することを提案している。図１０は特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。液晶表示装置１０１は、液晶層１０４と、液晶層１０４を狭持するＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０３とを有する。対向基板１０３には、対向電極の他に、入射光を集光するマイクロレンズが形成されている。ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０３の外側の基板面には、防塵基板１０５、１０６がそれぞれ貼り合わされている。同特許文献の液晶表示装置１０１では、ＴＦＴ基板１０２、対向基板１０３、及び防塵基板１０５、１０６は、何れも熱膨張係数の絶対値が１×１０-6／Ｋ以下の低熱膨張ガラスで構成されている。
【０００７】
また、特許文献２は、熱伝導率の高い基板を用いることにより、リタデーションを抑制することを提案している。図１１は特許文献２に記載の液晶表示装置１１１の構成を示す側面図である。液晶表示装置１１１は、液晶層１１４と、液晶層１１４を挟持する、ＴＦＴ基板１１２及び対向基板１１３とを有する。ＴＦＴ基板１１２及び対向基板１１３の外側には、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の石英ガラス又は高耐熱ガラスからなる放熱基板１１５、１１６が貼り合わされている。放熱基板１１５、１１６は防塵基板としても機能する。同特許文献の液晶表示装置１１１では、熱伝導率の大きな放熱基板１１５、１１６を設けることにより、液晶表示装置１１１の放熱を促進し、液晶表示装置１１１の中心部と周辺部との間に生じる温度差を小さくすることができる。
【０００８】
ところで、従来、ＴＦＴ基板では、透明基板上に高温ポリシリコン技術によってＴＦＴ素子を形成していたので、透明基板には、高温に耐えられる高価な石英基板を用いる必要があった。石英基板の熱膨張係数は０．５６×１０-6／Ｋと小さいため、温度上昇によって発生するリタデーションは小さい。しかし、石英基板の原料となる原料基板は非常に高価な上、そのサイズも小さく、１枚の原料基板からＴＦＴ基板にレイアウトできる数が少ない。例えば、６インチウエハに１型の液晶表示装置をレイアウトする場合には、レイアウトできる数は僅かに１９個であり、液晶表示装置のコストアップの要因となっている。このため、石英基板を用いたＴＦＴ基板では、低コストの液晶表示装置を製造することが困難であった。
【０００９】
そこで、低コストな液晶表示装置を製造する技術として、近年、低温ポリシリコン技術が採用されている。低温ポリシリコン技術では、ＴＦＴ素子を作製するプロセス温度が低下するため、ＴＦＴ基板の基板材料として無アルカリガラスなどの安価なガラス基板を使用することができる。しかし、このような安価なガラス基板は、一般的に大きな熱膨張係数を有するので、複屈折によるリタデーションがより大きくなるという問題がある。
【００１０】
ここで、特許文献１の液晶表示装置１０１は、全ての基板に熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下の低熱膨張ガラスを用いて応力の発生を抑えているが、このような低い熱膨張係数を有する低熱膨張ガラスは比較的高価であり、液晶表示装置のコストを十分に低減させることは困難である。また、低熱膨張ガラスを用いても、個々の基板において多少のリタデーションは発生するものであり、基板枚数が大きくなるに従って、リタデーションが累積し、その結果、光抜けによる表示品質の低下が生じる。特に、3000ANSIルーメン以上の高輝度表示の液晶プロジェクタでは、表示品質の低下が顕著となる。
【００１１】
特許文献２に記載の液晶表示装置１１１は、ＴＦＴ基板に安価なガラス基板を採用することにより低コストな液晶表示装置を製造できるが、放熱基板１１５、１１６として用いられる石英ガラスや高耐熱ガラスによって得られる放熱効果では、ガラス基板の大きな熱膨張係数に対して、その放熱効果が十分でなく、リタデーションによる光抜けを無くすことが出来なかった。特に、3000ANSIルーメンといった高輝度表示の液晶プロジェクタでは、表示品質の低下が顕著となる。
【００１２】
特許文献３は、ＴＦＴ基板及び対向基板とは符号が異なる光弾性係数を有する補償基板を配置することによって、リタデーションを抑制することを提案している。図１２は特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。液晶表示装置１２１は、液晶層１２４と、液晶層１２４を狭持するＴＦＴ基板１２２及び対向基板１２３とを有する。ＴＦＴ基板１２２及び対向基板１２３の外側の基板面には、補償基板１２５及びマイクロレンズ基板１２６がそれぞれ貼り合わされている。マイクロレンズ基板１２６は、入射光を集光するマイクロレンズを備えている。同特許文献の液晶表示装置１２１では、ＴＦＴ基板１２２、対向基板１２３、及びマイクロレンズ基板１２６は正の光弾性係数を有するガラス基板で、補償基板１２５は負の光弾性係数を有するアクリル樹脂基板でそれぞれ構成されている。
【特許文献１】特開２００１−０４２２７９号公報（段落０００８）
【特許文献２】特開平９−１１３９０６号公報（段落０００８）
【特許文献３】特開平１１−１４９０７１号公報（段落００２０〜００４２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献３によれば、液晶表示装置１２１に温度差を生じた際に、負の光弾性係数を有する補償基板１２５の透過光は、ＴＦＴ基板１２２や対向基板１２３とは逆向きの位相のズレを生じる。従って、補償基板１２５がＴＦＴ基板１２２や対向基板１２３で生じたリタデーションを打ち消すことが出来る。
【００１４】
しかし、負の光弾性係数を有する材料の種類は限られており、特許文献３の液晶表示装置１２１では、基板材料の材料選択の幅が非常に狭いという問題があった。このため、基板材料のコストを低減して、十分に低コストな液晶表示装置を提供することが困難であった。
【００１５】
本発明は、上記に鑑み、低コスト且つ基板材料の選択が容易であり、液晶プロジェクタで3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う強い光が液晶表示装置に入射しても、液晶プロジェクタの良好な表示品質を維持することが出来る液晶表示装置、及びそのような液晶表示装置を有する液晶プロジェクタ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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向して配設された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と対向基板との間に配設された液晶層と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の少なくとも一方の外側表面に隣接する補償基板とを備え、
前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る液晶プロジェクタは、上記本発明に係る液晶表示装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る液晶表示装置によれば、前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することにより、液晶表示装置の透過光により液晶表示装置が発熱する場合に、補償基板及び透明基板には、引っ張り応力及び圧縮応力のうち、相互に相反する応力が加わる。従って、補償基板の透過光は、透明基板の透過光とは逆の位相のズレを生じ、補償基板が透明基板で生じたリタデーションを打ち消すことが出来る。従って、リタデーションが累積されることがなく、暗表示の際の光抜けを防止し、スクリーンに投影される画像の良好なコントラストを得て、良好な表示品質を維持することができる。3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う場合でも、高輝度による大きな発熱に従って補償基板の透過光がより大きな位相のズレを生じるので、透明基板で生じる大きな位相のズレを打ち消し、リタデーションを相互に補償することが出来る。
【００１９】
また、熱膨張係数が相互に異なる基板材料の組合せは多いので、基板材料の材料選択の幅を広げることができる。基板で発生するリタデーションは、基板の光弾性係数、基板面内の応力の大きさ、及び基板の厚みの積で決定され、基板面内の応力の大きさは熱膨張係数に比例する。従って、本発明における相互に熱膨張係数が異なる基板は、基板相互間で光弾性係数が異なるとリタデーション補償の効果を得ることが出来ないので、同符号の光弾性係数を有することが好ましい。
【００２０】
本発明では、対向基板が透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有してもよく、この場合、補償基板を設けなくても、対向基板が補償基板として機能し、本発明の液晶表示装置と同様の効果を有する液晶表示装置を得ることが出来る。
【００２１】
本発明の好適な実施態様では、前記透明基板の熱膨張係数が＋１．０×１０-6／Ｋ以上である。安価な透明基板を採用することにより、低コストの液晶表示装置を得ることが出来る。例えば、３〜５×１０-6／Ｋ程度の熱膨張係数を有する無アルカリガラスが好適に採用できる。無アルカリガラスの原料基板は、石英基板の原料基板に比べて安価である上、原料基板のサイズも１ｍ角という大きなものがあり、収率を高くして１枚の液晶表示装置のコストを大幅に低減することが出来る。
【００２２】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板と前記透明基板とが一体的に配置される。補償基板及び透明基板の各基板面内の熱分布を相互により近づけることが出来るので、リタデーションをより確実に打ち消すことが出来る。この場合、例えば、補償基板と透明基板との間を接着剤等を用いて貼り合わせてもよい。
【００２３】
本発明の好適な実施態様では、前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  １０
である。補償基板を有する液晶表示装置において、液晶表示装置を通してスクリーン上に画像表示した時の暗表示レベルのばらつきを、０．１以下に抑えることが出来る。従って、スクリーン投影画像のコントラスト低下が生じることなく、より良好な画像表示を行うことができる。
【００２４】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板の外側表面又は該補償基板が隣接しないＴＦＴ基板若しくは対向基板の外側表面に隣接して更に放熱基板を備え、該放熱基板は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する。この場合、放熱基板によって液晶表示装置の放熱性を向上させ、液晶表示装置の中心部と周辺部との間に生じる温度差を小さくすることが出来る。これにより、各基板で生じる応力を小さくして、リタデーションを抑制することが出来る。本発明は、好適には、前記放熱基板は該放熱基板に隣接する基板と一体的に配置される。
【００２５】
本発明の好適な実施態様では、前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  ２４
である。補償基板及び放熱基板を有する液晶表示装置において、液晶表示装置を通してスクリーン上に画像表示した時の暗表示レベルのばらつきを、０．１以下に抑えることができる。従って、スクリーン投影画像のコントラスト低下が生じることなく、より良好な画像表示を行うことができる。
【００２６】
本発明の好適な実施態様では、前記透明基板が、１．１ｍｍ以下の厚みを有する。この場合、特に低コストな透明基板を得ることができるので、より低コストな液晶表示装置を得ることが出来る。
【００２７】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板と、前記液晶表示装置を構成する他の基板との間が、ゲル状の接着剤を用いて相互に貼り合わされる。この場合、基板相互間を高い柔軟性をもって貼り合すことが出来るので、基板相互の熱膨張の違いによって、基板相互間に応力が発生することを抑制し、基板の反りを防ぐことが出来る。また、基板相互間の良好な熱伝導性を保つことが出来るので、良好なリタデーション補償効果を得る。本発明は、好適には、前記ゲル状の接着剤がシリコン系材料を含む。良好な上記効果を得る。
【００２８】
本発明は、好適には、前記ゲル状の接着剤の針入度が、６０〜１００である。針入度が６０未満だと、十分に高い上記柔軟性が得られず、針入度が１００を超えると、上記基板相互間の接着力が不足する恐れがあるからである。
【００２９】
ゲル状の接着剤を用いて基板間を貼り合わせる際には、真空下で放置することによって、ゲル状の接着剤内の気泡を除去することが好ましい。これによって、良好な表示品質を有する液晶表示装置を得ることが出来る。気泡除去と同時に加熱等を行って、ゲル状の接着剤を硬化させれば、工程数を減らすことが出来る。
【００３０】
本発明に係る液晶プロジェクタによれば、上記本発明に係る液晶表示装置が奏する効果と同様な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照し、本発明に係る実施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１に本発明の実施形態例１に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置１１では、透明基板上に液晶層１４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板１２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板１３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層１４を狭持している。ＴＦＴ基板１２の光出射側表面には補償基板１５が、対向基板１３の光入射側表面には補償基板１６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この接着剤には、本実施形態例では針入度が約８０のゲル状（ゲルタイプ）のものを用いた。ゲル状の接着剤を用いることにより、貼り合わされた各基板の間の応力を緩和することができ、パネルの反り等が発生して表示品質が低下するのを防ぐことができる。尚、接着剤の針入度は６０〜１００の範囲であれば特に問題はなく使用できる。
【００３２】
補償基板１５、１６の貼り合せは次のように行う。先ず、ＴＦＴ基板１２と対向基板１３とが貼り合わされた液晶層１４を用意し、対向基板１３の光入射側表面を上にしてその上に接着剤を滴下し、次いで、その上に補償基板１６を載置する。次に、真空オーブンにいれて１時間真空状態で放置し、その後クリーンオーブンで接着剤を硬化する。次いで、ＴＦＴ基板１２の光出射側表面を上にしてその上に接着剤を滴下し、次いで、その上に補償基板１５を載置する。続いて、真空オーブンに入れて１時間真空状態で放置した後、クリーンオーブンで接着剤を硬化することによって、液晶表示装置１１を完成する。ここで、真空放置と接着剤硬化とを同時に行っても同様の液晶表示装置１１を得ることができる。
【００３３】
貼り合せの際、基板間に気泡が入り込み、表示品質が低下する問題がある。これを回避するための方法が従来から知られているが、作業者の熟練度が必要で、コスト高となる。本実施形態例で採用する真空放置の方法を用いると、貼り合せに特別の熟練は必要なく、容易で且つ確実に基板間の気泡を取り除くことができ、良好な表示品質を有する液晶表示装置１１を得ることができる。
【００３４】
本実施形態例の液晶表示装置１１を液晶プロジェクタに使用した場合には、偏向された光が補償基板１６から入射し、対向基板１３、ＴＦＴ基板１２、及び補償基板１５の順に透過する。
【００３５】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板１２及び対向基板１３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に入手できると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来る。基板の厚みは、例えば０．７ｍｍを使用する。本実施形態例の液晶表示装置では、大きな原料基板のサイズ、例えば３６０×４６０ｍｍといったサイズの原料基板を用いることによって、１つの原料基板を多数の液晶表示装置にレイアウトし、個々の液晶表示装置のコストを下げることが出来る。このような大きな原料基板は、基板の厚みが１．１ｍｍ以下であれば安価に入手でき、液晶表示装置のコストを更に低減することができる。補償基板１５、１６には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋ、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを使用している。
【００３６】
本実施形態例の液晶表示装置１１を高輝度の液晶プロジェクタに使用した結果、従来の液晶表示装置と同様に、液晶表示装置１１が光を吸収して発熱し、中心部の温度が高く、周辺部の温度が低い状態となり、図２（ａ）、（ｂ）に示すような温度分布が生じる。本実施形態例においては、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約１５℃であった。このとき、本実施形態例における液晶表示装置１１を構成している基板、即ちＴＦＴ基板１２、対向基板１３、補償基板１５、１６は一体的に構成されているため、各基板における基板面内の温度分布はほぼ同じ状態となっている。
【００３７】
前述したように液晶表示装置を構成する各基板に温度差ΔＴの温度分布が生じると、温度差ΔＴによって各基板の基板面内に応力が発生し、ガラスの複屈折性により各基板を透過する光にリタデーションが生じる。特許文献１、２の液晶表示装置では、スクリーンに画像を投影する際に、部分的な光漏れ、特に偏光軸から最大角度をなすところに大きな光漏れを生じ、これによって、スクリーン画像のコントラストの低下及びスクリーン面内の輝度のばらつきが発生して、表示品質を低下させる。
【００３８】
本実施形態例では、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の表面に、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の熱膨張係数とは異符号の熱膨張係数を有する補償基板１５、１６を配置したので、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３によって生じる位相のズレを、補償基板１５、１６によって生じる、これとは逆向きの位相のズレによって打ち消し、位相のズレを相互に補償する。このように、補償基板１５、１６によって光学的にリタデーションを補償するようにしたことにより、良好な表示品質を得ることができる。
【００３９】
発生するリタデーションの大きさは、応力、即ち熱膨張係数の大きさと光の透過する透明基板の厚みによって変化する。リタデーションは、応力が大きく、即ち熱膨張係数が大きく、また厚みが厚いほど大きくなる。従って、画像表示の際にコントラスト低下を生じない良好な画像表示を行うためには、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３と補償基板１５、１６とが良好な補償関係を有するように、それぞれの基板の熱膨張係数及び厚みを設定する。このためには、液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和、つまり各基板に生じるリタデーションの総和が一定値以下であればよい。ここで、スクリーン上に画像表示したときの暗表示レベルのばらつきが０．１以下であれば、コントラスト低下を招かず、良好な画像表示が出来ているものと評価できる。暗表示レベルとは、スクリーン上に黒表示を行い、スクリーンの四隅、中央部、及び四隅の各ポイントの中間点の計９ポイントについて輝度を測定し、この輝度を、パターン等が形成されていない基準ガラス板を用いて測定された上記各ポイントにおける輝度によって規格化したレベルをいう。
【００４０】
図１３に、暗表示レベルのばらつきと、本実施形態例の液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和との関係を実験した結果を示す。実験結果は、本実施形態例のように、液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板及び対向基板が液晶用の標準的なガラスから構成され、リタデーション補償機能を有する補償基板を備える場合を示している。同図から、液晶表示装置を構成する基板の枚数をｎ、各基板の厚み及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）としたとき、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜＝｜Σｔj・ｋj｜≦  １０  ・・・式（１）
が成立すればよいことが判る。本実施形態例の液晶表示装置１１の構成では、ｎ＝４で、式（１）の左項の値は０．９２であって、式（１）の関係を満たしている。また、本実施形態例の液晶表示装置１１を高輝度の液晶プロジェクタに用いた場合の暗表示レベルのばらつきは０．０８となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００４１】
以上のように、本実施形態例では、ＴＦＴ基板１２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くするとともに、応力の発生を特別に抑えなくても補償基板１５、１６により液晶表示装置１１で発生するリタデーションを補償して光漏れを防止でき、表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板１５、１６に使用するガラスも一例であって、何れも式（１）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。更に、本実施形態例では補償基板として２枚の補償基板１５、１６を用いているが、式（１）を満たしていれば必ずしも２枚に限定する必要はない。また、補償基板は、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の双方に配置する構成に限定されず、例えば１枚の補償基板の厚みを厚くして、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板１３がＴＦＴ基板１２と異符号の熱膨張係数を有すれば、補償基板１５、１６を設けなくても、対向基板１３がリタデーション補償を行い、本実施形態例の液晶表示装置１１と同様の効果を有する液晶表示装置を得ることが出来る。
【００４２】
図３に本発明の実施形態例２に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置３１では、透明基板上に液晶層３４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板３２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板３３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層３４を狭持している。ＴＦＴ基板３２の光出射側表面には補償基板３５が、対向基板３３の光入射側表面には放熱基板３６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。本実施形態例の液晶表示装置３１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板３６から入射し、対向基板３３、ＴＦＴ基板３２、及び補償基板３５の順に、厚み方向に透過する。
【００４３】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板３２及び対向基板３３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に入手できると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。基板の厚みが、１．１ｍｍ以下であれば、大きな原料基板が安価に入手でき、コストを大幅に低減できる。また、補償基板３５には熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板３６には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００４４】
本実施形態例の液晶表示装置３１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。本実施形態例の液晶表示装置３１では、特に放熱基板３６を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来る。このため、液晶表示装置３１を構成する基板を選択する自由度をより高くすることが出来る。即ち、式（１）の適用範囲をより大きくすることが出来る。
【００４５】
図１４に、暗表示レベルのばらつきと、本実施形態例の液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和との関係を実験した結果を示す。実験結果は、本実施形態例のように、液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板及び対向基板が液晶用の標準的なガラスから構成され、リタデーション補償機能を有する補償基板、及び放熱機能を有する放熱基板をそれぞれ備える場合を示している。同図から、放熱機能を有する放熱基板を配置した液晶表示装置においては、液晶表示装置を構成する透明基板の枚数をｎ、各基板の厚み及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）としたとき、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜＝｜Σｔj・ｋj｜≦  ２４  ・・・式（２）
が成立すればよいことが判る。本実施形態例の構成では、ｎ＝４で、式（２）の左項の値は１１．９２であって、式（２）の関係を満たしている。また、この構成の液晶表示装置３１を高輝度の液晶プロジェクタに用いた場合の暗表示レベルのばらつきは０．０７となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００４６】
上述のように、本実施形態例では、放熱基板３６を配置したので、特に、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることができる。ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板３５及び放熱基板３６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３の双方に補償基板３５及び放熱基板３６をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板３３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板３５或いは放熱基板３６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置３１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
図４に本発明の実施形態例３に係る液晶表示装置の構成を示す。本実施形態例は実施形態例２とは、補償基板及び放熱基板の配置位置が異なり、その材質等は実施形態例２と同様のものを用いている。
【００４８】
液晶表示装置４１では、透明基板上に液晶層４４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板４２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板４３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層４４を狭持している。ＴＦＴ基板４２の光出射側表面には放熱基板４５が、対向基板４３の光入射側表面には補償基板４６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置４１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が補償基板４６から入射し、対向基板４３、ＴＦＴ基板４２、及び放熱基板４５の順に、厚み方向に透過する。
【００４９】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板４２及び対向基板４３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。また、補償基板４６には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板４５には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５０】
本実施形態例の構成の液晶表示装置４１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。本実施形態例でも実施形態例２と同様に放熱基板４５を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来る。また、暗表示レベルのばらつきは０．０７となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００５１】
本実施形態例では、放熱基板４５を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることができる。ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３に使用するガラスは、安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板４６及び放熱基板４５に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の双方に補償基板４６及び放熱基板４５をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板４３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板４６或いは放熱基板４５を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置４１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
図５に本発明の実施形態例４に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置５１は、実施形態例２の液晶表示装置３１と比べ、ＴＦＴ基板と対向基板の板厚が薄く、放熱基板と補償基板の板厚が厚くなっている。
【００５３】
液晶表示装置５１では、透明基板上に液晶層５４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板５２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板５３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層５４を狭持している。ＴＦＴ基板５２の光出射側表面には補償基板５５が、対向基板５３の光入射側表面には放熱基板５６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置５１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板５６から入射し、対向基板５３、ＴＦＴ基板５２、及び補償基板５５の順に、厚み方向に透過する。
【００５４】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板５２及び対向基板５３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．５ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することができるため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。また、補償基板５５には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが２．０ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板５６には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが２．０ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５５】
本実施形態例の構成の液晶表示装置５１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約３℃であった。本実施形態例の液晶表示装置５１でも実施形態例２と同様に放熱基板５６を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来た。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６となり光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００５６】
本実施形態例においても実施形態例１と同様にＴＦＴ基板５２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くするとともに、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の板厚を薄くして、補償基板５５及び放熱基板５６の板厚を厚くしたので、実施形態例２の液晶表示装置３１より更に効率的なリタデーション補償効果及び放熱効果を得ることができ、表示品質の高い液晶表示装置を得ることが出来る。また、放熱基板５６を配置したので、強い光が液晶表示装置５１を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板５５及び放熱基板５６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みであれば使用できる。また、本実施形態例では、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の双方に補償基板５５及び放熱基板５６をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の内の片方に配置してもよい。
【００５７】
図６に本発明の実施形態例５に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置６１では、透明基板上に液晶層６４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板６２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板６３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層６４を狭持している。ＴＦＴ基板６２の光出射側表面には補償基板６５及び放熱基板６７が、対向基板６３の光入射側表面には補償基板６６及び放熱基板６８が、それぞれ積層されて柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置６１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板６８から入射し、補償基板６６、対向基板６３、ＴＦＴ基板６２、補償基板６５、及び放熱基板６７の順に、厚み方向に透過する。
【００５８】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板６２及び対向基板６３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。補償基板６５には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板６６には、熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５９】
本実施形態例の構成の液晶表示装置６１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約４℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６０】
本実施形態例では、放熱基板６７、６８を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板６２及び対向基板６３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限られない。また、補償基板６５、６６、及び放熱基板６７、６８に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の双方に補償基板６５、６６及び放熱基板６７、６８をそれぞれ配置し、且つ放熱基板６７、６８をそれぞれの最表面に配置したが、このような配置には限定されない。例えば、補償基板６５、６６をそれぞれの最表面に配置してもよく、又は、ＴＦＴ基板６２及び対向基板６３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、対向基板６３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板６５、６６或いは放熱基板６７、６８を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置６１と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図７に本発明の実施形態例６に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置７１では、透明基板上に液晶層７４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板７２と、透明基板上に対向電極が形成された補償対向基板７３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層７４を狭持している。ＴＦＴ基板７２の光出射側表面及び補償対向基板７３の光入射側表面には、放熱基板７５、７６がそれぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置７１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板７６から入射し、補償対向基板７３、ＴＦＴ基板７２、及び放熱基板７５の順に、厚み方向に透過する。
【００６２】
補償対向基板７３は、リタデーション補償機能を有している。対向基板はＴＦＴ基板にくらべてプロセス条件が厳しくないので比較的ガラス選択の自由度が高い。本実施形態例では、補償対向基板７３には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを用いた。また、ＴＦＴ基板６２には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。放熱基板７５、７６には、熱伝導率が熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが０．７ｍｍの高熱伝導ガラスを使用している。
【００６３】
本実施形態例の構成の液晶表示装置７１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６４】
本実施形態例では、放熱基板７５、７６を配置したのでより強い光源のときも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板７２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限るものではない。また、補償対向基板７３、及び放熱基板７５、７６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板７２及び補償対向基板７３の双方に放熱基板７５、７６を配置したが、式（２）を満たしていれば１枚の放熱基板を何れか片方に配置してもよく、また、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板７２及び補償対向基板７３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、補償対向基板７３が放熱機能を有すれば、放熱基板７５、７６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置７１と同様の効果を得ることが出来る。
【００６５】
図８に本発明の実施形態例７に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置８１では、透明基板上に液晶層８４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板８２と、透明基板上に対向電極が形成された放熱対向基板８３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層８４を狭持している。ＴＦＴ基板８２の光出射側表面及び放熱対向基板８３の光入射側表面には、補償基板８５、８６がそれぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置８１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が補償基板８６から入射し、放熱対向基板８３、ＴＦＴ基板８２、及び補償基板８５の順に、厚み方向に透過する。
【００６６】
放熱対向基板８３は、放熱機能を有している。実施形態例６でも説明したように、対向基板はＴＦＴ基板にくらべてプロセス条件が厳しくないので比較的ガラス選択の自由度が高い。本実施形態例では、放熱対向基板８３には、熱伝導率が熱膨張係数が＋８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが０．７ｍｍの高熱伝導ガラスを、ＴＦＴ基板８２には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスをそれぞれ使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。補償基板８５、８６には熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを使用している。
【００６７】
本実施形態例の構成の液晶表示装置８１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約６℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０７と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６８】
本実施形態例においても実施形態例１と同様にＴＦＴ基板８２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くすると共に、表示品質の高い液晶表示装置を作製することが出来る。また、放熱対向基板８３を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板８２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限るものではない。また、補償基板８５、８６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板８２及び放熱対向基板８３の双方にそれぞれ補償基板８５、８６を配置したが、式（２）を満たしていれば１枚の補償基板を何れか片方に配置してもよく、また、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板８２及び放熱対向基板８３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、放熱対向基板８３がリタデーション補償機能を有すれば、補償基板８５、８６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置と同様の効果を得ることが出来る。
【００６９】
図９に本発明の実施形態例８に係る液晶プロジェクタの構成を示す。液晶プロジェクタ９１０は、同図に示すように、光源９１１〜９１３と、光源９１１〜９１３からの白色光を赤、緑、及び青の３つ色の光束に分離する色分離光学系９１４〜９１６と、赤用、緑用、及び青用の３枚の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂと、３枚の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂを透過した光を合成する色合成光学系９１９と、合成された光をスクリーン上に拡大投射する投射レンズ９２０とを有する。本実施形態例の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂは、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置の構成に加えて、光入射側表面には、画素の開口部に集光して輝度を向上させるマイクロレンズを搭載した液晶表示装置を使用している。また、ＴＦＴ素子を画素ごとに配列して液晶層を駆動させる、アクティブマトリクス型のものが用いられている。色分離光学系及び色合成光学系には、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等が用いられる。
【００７０】
液晶プロジェクタ９１０は、光源９１１から出射した光をリフレクタ９１２で集光した後、光変換インテグレータ９１３を透過させ、その光束を２枚のダイクロイックミラー９１４で順次分離していき、３原色の光束に分離する。３原色の光束のうち赤色の光束は、ミラー９１５で反射された後、赤用の液晶表示装置９１Ｒに入射する。また、緑色の光束は緑用の液晶表示装置９１Ｇに入射し、青色の光束は２枚のミラー９１６で順次反射された後、青用の液晶表示装置９１Ｂに入射する。赤用、緑用、及び青用の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂのそれぞれを透過した光（画像）は、クロスダイクロイックプリズム９１９によって合成された後、投射レンズ９２０により図示しないスクリーンに拡大投影される。本実施形態例の液晶プロジェクタ９１０によれば、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置を備えることにより、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることが出来る。
【００７１】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明に係る液晶表示装置及び液晶プロジェクタは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した液晶表示装置及び液晶プロジェクタも、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態例１に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図２】実施形態例１に係る液晶表示装置を液晶プロジェクタに用いた際の液晶表示装置の発熱状態を説明する図であり、図２（ａ）は液晶表示装置の温度分布を模式的に示す図、図２（ｂ）は液晶表示装置の温度差を模式的に示す図である。
【図３】実施形態例２に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図４】実施形態例３に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図５】実施形態例４に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図６】実施形態例５に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図７】実施形態例６に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図８】実施形態例７に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図９】実施形態例８に係る、液晶プロジェクタの構成を示す平面図である。
【図１０】特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１１】特許文献２に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１２】特許文献３に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１３】本発明に係る液晶表示装置について、暗レベルのばらつきと｜Σ（ｔj×ｋj）｜との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る別の液晶表示装置について、暗レベルのばらつきと｜Σ（ｔj×ｋj）｜との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂ、１０１、１１１、１２１：液晶表示装置
１２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、１０２、１１２、１２２：ＴＦＴ基板
１３、３３、４３、５３、６３、１０３、１１３、１２３：対向基板
１４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、１０４、１１４、１２４：液晶層
１５、１６、３５、４６、５５、６５、６６、８５、８６：補償基板
３６、４５、５６、６７、６８、７５、７６、１１５、１１６：放熱基板
７３：補償対向基板
８３：放熱対向基板
１０５、１０６：防塵基板
１２５：補償基板
１２６：マイクロレンズ基板
９１０：液晶プロジェクタ
９１１：光源
９１２：リフレクタ
９１３：光変換インテグレータ
９１４：ダイクロイックミラー
９１５、９１６：ミラー
９１９：クロスダイクロイックプリズム
９２０：投射レンズ
【図１】
2005049744.tif 000003
【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】
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【図１１】
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【図１２】
2005049744.tif 000014
【図１３】
2005049744.tif 000015
【図１４】
2005049744.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月24日(2004.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向して配設された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に配設された液晶層と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の少なくとも一方の外側表面に隣接する補償基板とを備え、
前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記透明基板の熱膨張係数が＋１．０×１０-6／Ｋ以上である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記補償基板と前記透明基板とが一体的に配置される、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  １０
である、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記補償基板の外側表面に隣接して更に放熱基板を備え、該放熱基板は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記放熱基板は前記補償基板と一体的に配置される、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  ２４
である、請求項５又は６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記補償基板が隣接しないＴＦＴ基板若しくは対向基板の外側表面に隣接して更に放熱基板を備え、該放熱基板は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記放熱基板は前記補償基板が隣接しないＴＦＴ基板若しくは対向基板と一体的に配置される、請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  ２４
である、請求項８又は９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記透明基板が、１．１ｍｍ以下の厚みを有する、請求項１〜１０の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記補償基板と、前記液晶表示装置を構成する他の基板との間が、ゲル状の接着剤を用いて相互に貼り合わされる、請求項１〜１１の何れか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記ゲル状の接着剤がシリコン系材料を含む、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記ゲル状の接着剤の針入度が、６０〜１００である、請求項１２又は１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向して配設された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に配設された液晶層とを備え、
前記対向基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか一に記載の液晶表示装置を備えることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関し、特に、低コスト且つ基板材料の選択が容易であり、液晶プロジェクタで3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う強い光が液晶表示装置に入射しても、液晶プロジェクタの良好な表示品質を維持することが出来る液晶表示装置、及びそのような液晶表示装置を有する液晶プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタは、光源と、光源からの光の透過を制御するライトバルブとして機能する液晶表示装置とを備え、液晶表示装置を透過した光をスクリーン上に拡大して投影する。液晶表示装置の前後には偏光軸が相互に直交する一対の偏光板が配置されており、液晶表示装置は、透過光の偏光方向を制御することによって、必要な光を透過させることが出来る。
【０００３】
液晶表示装置は、透過光の偏光方向を制御する液晶層と、液晶層を挟持するＴＦＴ基板及び対向基板とを有する。ＴＦＴ基板は、ガラス等の透明基板上に液晶層を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極が形成されており、対向基板は、透明基板上に対向電極が形成されており、電極形成面を相互に対向した状態で互いの間に液晶層を挟持している。
【０００４】
ＴＦＴ基板と対向基板の厚さは０．５〜１．２ｍｍ程度であり、ＴＦＴ基板と対向基板の各外側の基板面は、透過光の焦点位置である液晶層のごく近傍にあたる。このため、これら基板面に傷やゴミがあると、その影がスクリーンに映し出されて表示品質が低下する。これを防ぐため、双方の外側の基板面には、防塵ガラスと呼ばれる厚さ０．５〜１．２ｍｍ程度の防塵基板をそれぞれ貼り合わせ、傷の発生やゴミの付着を防いでいる。この場合、防塵基板の表面に傷やゴミがあっても、液晶層からは十分に離れているので、スクリーン上の表示品質への影響は殆ど無い。
【０００５】
ところで、最近の液晶プロジェクタは、明るい部屋でも見えるように、より明るい表示が求められている。この結果、液晶プロジェクタに用いられる光源の輝度が高くなり、液晶表示装置を透過する光の強度も大きくなってきている。通常、液晶表示装置は入射光の一部を吸収して発熱するが、入射光の強度が大きくなるとそれに伴って発熱が大きくなる。この発熱によって、液晶表示装置の中心部と周辺部との間に大きな温度差が生ずると、液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板、対向基板、及び防塵基板などのそれぞれの基板内に応力が発生する。この応力は、基板を構成する材料の複屈折性により、応力発生部分の透過光に位相のズレ、つまりリタデーションを発生させる。リタデーションが発生すると、暗表示の際に光の一部が偏光板を透過する「光抜け」という現象が発生し、スクリーンに投影される画像のコントラストが低下することから、表示品質の低下を招くという問題がある。
【０００６】
従来、ＴＦＴ基板では、透明基板上に高温ポリシリコン技術によってＴＦＴ素子を形成していたので、透明基板には、高温に耐えられる高価な石英基板を用いる必要があった。石英基板の熱膨張係数は０．５６×１０-6／Ｋと小さいため、温度上昇によって発生するリタデーションは小さい。しかし、石英基板の原料となる原料基板は非常に高価な上、そのサイズも小さく、１枚の原料基板からＴＦＴ基板にレイアウトできる数が少ない。例えば、６インチウエハに１型の液晶表示装置をレイアウトする場合には、レイアウトできる数は僅かに１９個であり、液晶表示装置のコストアップの要因となっている。このため、石英基板を用いたＴＦＴ基板では、低コストの液晶表示装置を製造することが困難であった。
【０００７】
そこで、低コストな液晶表示装置を製造する技術として、近年、低温ポリシリコン技術が採用されている。低温ポリシリコン技術では、ＴＦＴ素子を作製するプロセス温度が低下するため、ＴＦＴ基板の基板材料として無アルカリガラスなどの安価なガラス基板を使用することができる。しかし、このような安価なガラス基板は、一般的に大きな熱膨張係数を有するので、複屈折によるリタデーションがより大きくなるという問題がある。
【０００８】
特許文献１は、熱膨張係数の小さな基板を用いることにより、リタデーションを抑制することを提案している。図１０は特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。液晶表示装置１０１は、液晶層１０４と、液晶層１０４を狭持するＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０３とを有する。対向基板１０３には、対向電極の他に、入射光を集光するマイクロレンズが形成されている。ＴＦＴ基板１０２及び対向基板１０３の外側の基板面には、防塵基板１０５、１０６がそれぞれ貼り合わされている。同特許文献の液晶表示装置１０１では、ＴＦＴ基板１０２、対向基板１０３、及び防塵基板１０５、１０６は、何れも熱膨張係数の絶対値が１×１０-6／Ｋ以下の低熱膨張ガラスで構成されている。
【０００９】
特許文献２は、熱伝導率の高い基板を用いることにより、リタデーションを抑制することを提案している。図１１は特許文献２に記載の液晶表示装置１１１の構成を示す側面図である。液晶表示装置１１１は、液晶層１１４と、液晶層１１４を挟持する、ＴＦＴ基板１１２及び対向基板１１３とを有する。ＴＦＴ基板１１２及び対向基板１１３の外側には、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の石英ガラス又は高耐熱ガラスからなる放熱基板１１５、１１６が貼り合わされている。放熱基板１１５、１１６は防塵基板としても機能する。同特許文献の液晶表示装置１１１では、熱伝導率の大きな放熱基板１１５、１１６を設けることにより、液晶表示装置１１１の放熱を促進し、液晶表示装置１１１の中心部と周辺部との間に生じる温度差を小さくすることができる。
【００１０】
特許文献３は、ＴＦＴ基板及び対向基板とは符号が異なる光弾性係数を有する補償基板を配置することによって、リタデーションを抑制することを提案している。図１２は特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。液晶表示装置１２１は、液晶層１２４と、液晶層１２４を狭持するＴＦＴ基板１２２及び対向基板１２３とを有する。ＴＦＴ基板１２２及び対向基板１２３の外側の基板面には、補償基板１２５及びマイクロレンズ基板１２６がそれぞれ貼り合わされている。マイクロレンズ基板１２６は、入射光を集光するマイクロレンズを備えている。同特許文献の液晶表示装置１２１では、ＴＦＴ基板１２２、対向基板１２３、及びマイクロレンズ基板１２６は正の光弾性係数を有するガラス基板で、補償基板１２５は負の光弾性係数を有するアクリル樹脂基板でそれぞれ構成されている。
【００１１】
同特許文献の液晶表示装置１２１では、液晶表示装置１２１に温度差を生じた際に、負の光弾性係数を有する補償基板１２５の透過光は、ＴＦＴ基板１２２や対向基板１２３とは逆向きの位相のズレを生じる。従って、補償基板１２５がＴＦＴ基板１２２や対向基板１２３で生じたリタデーションを打ち消すことが出来る。
【００１２】
ここで、特許文献１の液晶表示装置１０１は、全ての基板に熱膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下の低熱膨張ガラスを用いて応力の発生を抑えているが、このような低い熱膨張係数を有する低熱膨張ガラスは比較的高価であり、液晶表示装置のコストを十分に低減させることは困難である。また、低熱膨張ガラスを用いても、個々の基板において多少のリタデーションは発生するものであり、基板枚数が大きくなるに従って、リタデーションが累積し、その結果、光抜けによる表示品質の低下が生じる。特に、3000ANSIルーメン以上の高輝度表示の液晶プロジェクタでは、表示品質の低下が顕著となる。
【００１３】
特許文献２に記載の液晶表示装置１１１は、ＴＦＴ基板に安価なガラス基板を採用することにより低コストな液晶表示装置を製造できるが、放熱基板１１５、１１６として用いられる石英ガラスや高耐熱ガラスによって得られる放熱効果では、ガラス基板の大きな熱膨張係数に対して、その放熱効果が十分でなく、リタデーションによる光抜けを無くすことが出来なかった。特に、3000ANSIルーメンといった高輝度表示の液晶プロジェクタでは、表示品質の低下が顕著となる。
【００１４】
特許文献３に記載の液晶表示装置１２１では、負の光弾性係数を有する材料の種類は限られており、基板材料の材料選択の幅が非常に狭い。このため、基板材料のコストを低減して、十分に低コストな液晶表示装置を提供することが困難である。
【特許文献１】特開２００１−０４２２７９号公報（段落０００８）
【特許文献２】特開平９−１１３９０６号公報（段落０００８）
【特許文献３】特開平１１−１４９０７１号公報（段落００２０〜００４２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記に鑑み、低コスト且つ基板材料の選択が容易であり、液晶プロジェクタで3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う強い光が液晶表示装置に入射しても、液晶プロジェクタの良好な表示品質を維持することが出来る液晶表示装置、及びそのような液晶表示装置を有する液晶プロジェクタ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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、透明基板上にＴＦＴ素子が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板に対向して配設された対向基板と、前記ＴＦＴ基板と対向基板との間に配設された液晶層と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の少なくとも一方の外側表面に隣接する補償基板とを備え、
前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することを特徴としている。
【００１７】
本発明に係る液晶プロジェクタは、上記本発明に係る液晶表示装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る液晶表示装置によれば、前記補償基板が、前記透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有することにより、液晶表示装置の透過光により液晶表示装置が発熱する場合に、補償基板及び透明基板には、引っ張り応力及び圧縮応力のうち、相互に相反する応力が加わる。従って、補償基板の透過光は、透明基板の透過光とは逆の位相のズレを生じ、補償基板が透明基板で生じたリタデーションを打ち消すことが出来る。従って、リタデーションが累積されることがなく、暗表示の際の光抜けを防止し、スクリーンに投影される画像の良好なコントラストを得て、良好な表示品質を維持することができる。3000ANSIルーメン以上の高輝度表示を行う場合でも、高輝度による大きな発熱に従って補償基板の透過光がより大きな位相のズレを生じるので、透明基板で生じる大きな位相のズレを打ち消し、リタデーションを相互に補償することが出来る。
【００１９】
また、熱膨張係数が相互に異なる基板材料の組合せは多いので、基板材料の材料選択の幅を広げることができる。基板で発生するリタデーションは、基板の光弾性係数、基板内の応力の大きさ、及び基板の厚みの積で決定され、基板内の応力の大きさは熱膨張係数に比例する。従って、本発明における相互に熱膨張係数が異なる基板は、基板相互間で光弾性係数が異なるとリタデーション補償の効果を得ることが出来ないので、同符号の光弾性係数を有することが好ましい。
【００２０】
本発明では、対向基板が透明基板の熱膨張係数と異なる符号を持つ熱膨張係数を有してもよく、この場合、補償基板を設けなくても、対向基板が補償基板として機能し、本発明の液晶表示装置と同様の効果を有する液晶表示装置を得ることが出来る。
【００２１】
本発明の好適な実施態様では、前記透明基板の熱膨張係数が＋１．０×１０-6／Ｋ以上である。安価な透明基板を採用することにより、低コストの液晶表示装置を得ることが出来る。例えば、３〜５×１０-6／Ｋ程度の熱膨張係数を有する無アルカリガラスが好適に採用できる。無アルカリガラスの原料基板は、石英基板の原料基板に比べて安価である上、原料基板のサイズも１ｍ角という大きなものがあり、収率を高くして１枚の液晶表示装置のコストを大幅に低減することが出来る。
【００２２】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板と前記透明基板とが一体的に配置される。補償基板及び透明基板の熱分布をより近づけることが出来るので、リタデーションをより確実に打ち消すことが出来る。この場合、例えば、補償基板と透明基板との間を接着剤等を用いて貼り合わせてもよい。
【００２３】
本発明の好適な実施態様では、前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  １０
である。補償基板を有する液晶表示装置において、液晶表示装置を通してスクリーン上に画像表示した時の暗表示レベルのばらつきを、０．１以下に抑えることが出来る。従って、スクリーン投影画像のコントラスト低下が生じることなく、より良好な画像表示を行うことができる。
【００２４】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板の外側表面又は該補償基板が隣接しないＴＦＴ基板若しくは対向基板の外側表面に隣接して更に放熱基板を備え、該放熱基板は、前記透明基板の熱伝導率よりも大きな熱伝導率を有する。この場合、放熱基板によって液晶表示装置の放熱性を向上させ、液晶表示装置の中心部と周辺部との間に生じる温度差を小さくすることが出来る。これにより、各基板で生じる応力を小さくして、リタデーションを抑制することが出来る。本発明は、好適には、前記放熱基板は該放熱基板に隣接する基板と一体的に配置される。
【００２５】
本発明の好適な実施態様では、前記液晶表示装置を構成する基板の総数をｎ、各基板の厚さ及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）とすると、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜  ≦  ２４
である。補償基板及び放熱基板を有する液晶表示装置において、液晶表示装置を通してスクリーン上に画像表示した時の暗表示レベルのばらつきを、０．１以下に抑えることができる。従って、スクリーン投影画像のコントラスト低下が生じることなく、より良好な画像表示を行うことができる。
【００２６】
本発明の好適な実施態様では、前記透明基板が、１．１ｍｍ以下の厚みを有する。この場合、特に低コストな透明基板を得ることができるので、より低コストな液晶表示装置を得ることが出来る。
【００２７】
本発明の好適な実施態様では、前記補償基板と、前記液晶表示装置を構成する他の基板との間が、ゲル状の接着剤を用いて相互に貼り合わされる。この場合、基板相互間を高い柔軟性をもって貼り合すことが出来るので、基板相互の熱膨張の違いによって、基板相互間に応力が発生することを抑制し、基板の反りを防ぐことが出来る。また、基板相互間の良好な熱伝導性を保つことが出来るので、良好なリタデーション補償効果を得る。本発明は、好適には、前記ゲル状の接着剤がシリコン系材料を含む。良好な上記効果を得る。
【００２８】
本発明は、好適には、前記ゲル状の接着剤の針入度が、６０〜１００である。針入度が６０未満だと、十分に高い上記柔軟性が得られず、針入度が１００を超えると、上記基板相互間の接着力が不足する恐れがあるからである。
【００２９】
ゲル状の接着剤を用いて基板間を貼り合わせる際には、真空下で放置することによって、ゲル状の接着剤内の気泡を除去することが好ましい。これによって、良好な表示品質を有する液晶表示装置を得ることが出来る。気泡除去と同時に加熱等を行って、ゲル状の接着剤を硬化させれば、工程数を減らすことが出来る。
【００３０】
本発明に係る液晶プロジェクタによれば、上記本発明に係る液晶表示装置が奏する効果と同様な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照し、本発明に係る実施形態例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１に本発明の実施形態例１に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置１１では、透明基板上に液晶層１４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板１２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板１３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層１４を狭持している。ＴＦＴ基板１２の光出射側表面には補償基板１５が、対向基板１３の光入射側表面には補償基板１６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この接着剤には、本実施形態例では針入度が約８０のゲル状（ゲルタイプ）のものを用いた。ゲル状の接着剤を用いることにより、貼り合わされた各基板の間の応力を緩和することができ、パネルの反り等が発生して表示品質が低下するのを防ぐことができる。尚、接着剤の針入度は６０〜１００の範囲であれば特に問題はなく使用できる。
【００３２】
補償基板１５、１６の貼り合せは次のように行う。先ず、ＴＦＴ基板１２と対向基板１３とが貼り合わされた液晶層１４を用意し、対向基板１３の光入射側表面を上にしてその上に接着剤を滴下し、次いで、その上に補償基板１６を載置する。次に、真空オーブンにいれて１時間真空状態で放置し、その後クリーンオーブンで接着剤を硬化する。次いで、ＴＦＴ基板１２の光出射側表面を上にしてその上に接着剤を滴下し、次いで、その上に補償基板１５を載置する。続いて、真空オーブンに入れて１時間真空状態で放置した後、クリーンオーブンで接着剤を硬化することによって、液晶表示装置１１を完成する。ここで、真空放置と接着剤硬化とを同時に行っても同様の液晶表示装置１１を得ることができる。
【００３３】
貼り合せの際、基板間に気泡が入り込み、表示品質が低下する問題がある。これを回避するための方法が従来から知られているが、作業者の熟練度が必要で、コスト高となる。本実施形態例で採用する真空放置の方法を用いると、貼り合せに特別の熟練は必要なく、容易で且つ確実に基板間の気泡を取り除くことができ、良好な表示品質を有する液晶表示装置１１を得ることができる。
【００３４】
本実施形態例の液晶表示装置１１を液晶プロジェクタに使用した場合には、偏向された光が補償基板１６から入射し、対向基板１３、ＴＦＴ基板１２、及び補償基板１５の順に透過する。
【００３５】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板１２及び対向基板１３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に入手できると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来る。基板の厚みは、例えば０．７ｍｍを使用する。本実施形態例の液晶表示装置では、大きな原料基板のサイズ、例えば３６０×４６０ｍｍといったサイズの原料基板を用いることによって、１つの原料基板を多数の液晶表示装置にレイアウトし、個々の液晶表示装置のコストを下げることが出来る。このような大きな原料基板は、基板の厚みが１．１ｍｍ以下であれば安価に入手でき、液晶表示装置のコストを更に低減することができる。補償基板１５、１６には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋ、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを使用している。
【００３６】
本実施形態例の液晶表示装置１１を高輝度の液晶プロジェクタに使用した結果、従来の液晶表示装置と同様に、液晶表示装置１１が光を吸収して発熱し、中心部の温度が高く、周辺部の温度が低い状態となり、図２（ａ）、（ｂ）に示すような温度分布が生じる。本実施形態例においては、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約１５℃であった。このとき、本実施形態例における液晶表示装置１１を構成している基板、即ちＴＦＴ基板１２、対向基板１３、補償基板１５、１６は一体的に構成されているため、各基板の温度分布はほぼ同じ状態となっている。
【００３７】
前述したように液晶表示装置を構成する各基板に温度差ΔＴの温度分布が生じると、温度差ΔＴによって各基板内に応力が発生し、ガラスの複屈折性により各基板を透過する光にリタデーションが生じる。特許文献１、２の液晶表示装置では、スクリーンに画像を投影する際に、部分的な光漏れ、特に偏光軸から最大角度をなすところに大きな光漏れを生じ、これによって、スクリーン画像のコントラストの低下及びスクリーン面内の輝度のばらつきが発生して、表示品質を低下させる。
【００３８】
本実施形態例では、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の表面に、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の熱膨張係数とは異符号の熱膨張係数を有する補償基板１５、１６を配置したので、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３によって生じる位相のズレを、補償基板１５、１６によって生じる、これとは逆向きの位相のズレによって打ち消し、位相のズレを相互に補償する。このように、補償基板１５、１６によって光学的にリタデーションを補償するようにしたことにより、良好な表示品質を得ることができる。
【００３９】
発生するリタデーションの大きさは、応力、即ち熱膨張係数の大きさと光の透過する透明基板の厚みによって変化する。リタデーションは、応力が大きく、即ち熱膨張係数が大きく、また厚みが厚いほど大きくなる。従って、画像表示の際にコントラスト低下を生じない良好な画像表示を行うためには、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３と補償基板１５、１６とが良好な補償関係を有するように、それぞれの基板の熱膨張係数及び厚みを設定する。このためには、液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和、つまり各基板に生じるリタデーションの総和が一定値以下であればよい。ここで、スクリーン上に画像表示したときの暗表示レベルのばらつきが０．１以下であれば、コントラスト低下を招かず、良好な画像表示が出来ているものと評価できる。暗表示レベルとは、スクリーン上に黒表示を行い、スクリーンの四隅、中央部、及び四隅の各ポイントの中間点の計９ポイントについて輝度を測定し、この輝度を、パターン等が形成されていない基準ガラス板を用いて測定された上記各ポイントにおける輝度によって規格化したレベルをいう。
【００４０】
図１３に、暗表示レベルのばらつきと、本実施形態例の液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和との関係を実験した結果を示す。実験結果は、本実施形態例のように、液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板及び対向基板が液晶用の標準的なガラスから構成され、リタデーション補償機能を有する補償基板を備える場合を示している。同図から、液晶表示装置を構成する基板の枚数をｎ、各基板の厚み及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）としたとき、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜＝｜Σｔj・ｋj｜≦  １０  ・・・式（１）
が成立すればよいことが判る。本実施形態例の液晶表示装置１１の構成では、ｎ＝４で、式（１）の左項の値は０．９２であって、式（１）の関係を満たしている。また、本実施形態例の液晶表示装置１１を高輝度の液晶プロジェクタに用いた場合の暗表示レベルのばらつきは０．０８となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００４１】
以上のように、本実施形態例では、ＴＦＴ基板１２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くするとともに、応力の発生を特別に抑えなくても補償基板１５、１６により液晶表示装置１１で発生するリタデーションを補償して光漏れを防止でき、表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板１５、１６に使用するガラスも一例であって、何れも式（１）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。更に、本実施形態例では補償基板として２枚の補償基板１５、１６を用いているが、式（１）を満たしていれば必ずしも２枚に限定する必要はない。また、補償基板は、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の双方に配置する構成に限定されず、例えば１枚の補償基板の厚みを厚くして、ＴＦＴ基板１２及び対向基板１３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板１３がＴＦＴ基板１２と異符号の熱膨張係数を有すれば、補償基板１５、１６を設けなくても、対向基板１３がリタデーション補償を行い、本実施形態例の液晶表示装置１１と同様の効果を有する液晶表示装置を得ることが出来る。
【００４２】
図３に本発明の実施形態例２に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置３１では、透明基板上に液晶層３４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板３２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板３３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層３４を狭持している。ＴＦＴ基板３２の光出射側表面には補償基板３５が、対向基板３３の光入射側表面には放熱基板３６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。本実施形態例の液晶表示装置３１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板３６から入射し、対向基板３３、ＴＦＴ基板３２、及び補償基板３５の順に、厚み方向に透過する。
【００４３】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板３２及び対向基板３３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に入手できると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。基板の厚みが、１．１ｍｍ以下であれば、大きな原料基板が安価に入手でき、コストを大幅に低減できる。また、補償基板３５には熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板３６には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００４４】
本実施形態例の液晶表示装置３１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。本実施形態例の液晶表示装置３１では、特に放熱基板３６を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来る。このため、液晶表示装置３１を構成する基板を選択する自由度をより高くすることが出来る。即ち、式（１）の適用範囲をより大きくすることが出来る。
【００４５】
図１４に、暗表示レベルのばらつきと、本実施形態例の液晶表示装置を構成する各基板の熱膨張係数と厚みとの積の総和との関係を実験した結果を示す。実験結果は、本実施形態例のように、液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板及び対向基板が液晶用の標準的なガラスから構成され、リタデーション補償機能を有する補償基板、及び放熱機能を有する放熱基板をそれぞれ備える場合を示している。同図から、放熱機能を有する放熱基板を配置した液晶表示装置においては、液晶表示装置を構成する透明基板の枚数をｎ、各基板の厚み及び熱膨張係数をそれぞれｔj［ｍｍ］及びｋj［×１０-6／Ｋ］（ｊ＝１、２、・・・ｎ）としたとき、
｜ｔ1・ｋ1＋ｔ2・ｋ2＋・・・＋ｔn・ｋn｜＝｜Σｔj・ｋj｜≦  ２４  ・・・式（２）
が成立すればよいことが判る。本実施形態例の構成では、ｎ＝４で、式（２）の左項の値は１１．９２であって、式（２）の関係を満たしている。また、この構成の液晶表示装置３１を高輝度の液晶プロジェクタに用いた場合の暗表示レベルのばらつきは０．０７となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００４６】
上述のように、本実施形態例では、放熱基板３６を配置したので、特に、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることができる。ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板３５及び放熱基板３６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３の双方に補償基板３５及び放熱基板３６をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板３２及び対向基板３３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板３３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板３５或いは放熱基板３６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置３１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
図４に本発明の実施形態例３に係る液晶表示装置の構成を示す。本実施形態例は実施形態例２とは、補償基板及び放熱基板の配置位置が異なり、その材質等は実施形態例２と同様のものを用いている。
【００４８】
液晶表示装置４１では、透明基板上に液晶層４４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板４２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板４３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層４４を狭持している。ＴＦＴ基板４２の光出射側表面には放熱基板４５が、対向基板４３の光入射側表面には補償基板４６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置４１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が補償基板４６から入射し、対向基板４３、ＴＦＴ基板４２、及び放熱基板４５の順に、厚み方向に透過する。
【００４９】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板４２及び対向基板４３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。また、補償基板４６には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板４５には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５０】
本実施形態例の構成の液晶表示装置４１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。本実施形態例でも実施形態例２と同様に放熱基板４５を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来る。また、暗表示レベルのばらつきは０．０７となり、光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００５１】
本実施形態例では、放熱基板４５を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることができる。ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３に使用するガラスは、安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板４６及び放熱基板４５に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の双方に補償基板４６及び放熱基板４５をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の内の片方に配置してもよい。尚、対向基板４３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板４６或いは放熱基板４５を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置４１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
図５に本発明の実施形態例４に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置５１は、実施形態例２の液晶表示装置３１と比べ、ＴＦＴ基板と対向基板の板厚が薄く、放熱基板と補償基板の板厚が厚くなっている。
【００５３】
液晶表示装置５１では、透明基板上に液晶層５４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板５２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板５３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層５４を狭持している。ＴＦＴ基板５２の光出射側表面には補償基板５５が、対向基板５３の光入射側表面には放熱基板５６が、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置５１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板５６から入射し、対向基板５３、ＴＦＴ基板５２、及び補償基板５５の順に、厚み方向に透過する。
【００５４】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板５２及び対向基板５３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．５ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することができるため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。また、補償基板５５には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが２．０ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板５６には熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが２．０ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５５】
本実施形態例の構成の液晶表示装置５１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約３℃であった。本実施形態例の液晶表示装置５１でも実施形態例２と同様に放熱基板５６を配置したため、実施形態例１の液晶表示装置１１と比べて、温度差ΔＴを低く抑えることが出来た。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６となり光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００５６】
本実施形態例においても実施形態例１と同様にＴＦＴ基板５２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くするとともに、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の板厚を薄くして、補償基板５５及び放熱基板５６の板厚を厚くしたので、実施形態例２の液晶表示装置３１より更に効率的なリタデーション補償効果及び放熱効果を得ることができ、表示品質の高い液晶表示装置を得ることが出来る。また、放熱基板５６を配置したので、強い光が液晶表示装置５１を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限らない。また、補償基板５５及び放熱基板５６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みであれば使用できる。また、本実施形態例では、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の双方に補償基板５５及び放熱基板５６をそれぞれ配置したが、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板５２及び対向基板５３の内の片方に配置してもよい。
【００５７】
図６に本発明の実施形態例５に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置６１では、透明基板上に液晶層６４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板６２と、透明基板上に対向電極が形成された対向基板６３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層６４を狭持している。ＴＦＴ基板６２の光出射側表面には補償基板６５及び放熱基板６７が、対向基板６３の光入射側表面には補償基板６６及び放熱基板６８が、それぞれ積層されて柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置６１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板６８から入射し、補償基板６６、対向基板６３、ＴＦＴ基板６２、補償基板６５、及び放熱基板６７の順に、厚み方向に透過する。
【００５８】
本実施形態例におけるＴＦＴ基板６２及び対向基板６３には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することができる。補償基板６５には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを、放熱基板６６には、熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが１．１ｍｍの高熱伝導ガラスをそれぞれ使用している。
【００５９】
本実施形態例の構成の液晶表示装置６１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約４℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６０】
本実施形態例では、放熱基板６７、６８を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板６２及び対向基板６３に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限られない。また、補償基板６５、６６、及び放熱基板６７、６８に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば、本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板４２及び対向基板４３の双方に補償基板６５、６６及び放熱基板６７、６８をそれぞれ配置し、且つ放熱基板６７、６８をそれぞれの最表面に配置したが、このような配置には限定されない。例えば、補償基板６５、６６をそれぞれの最表面に配置してもよく、又は、ＴＦＴ基板６２及び対向基板６３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、対向基板６３がリタデーション補償機能或いは放熱機能を有すれば、補償基板６５、６６或いは放熱基板６７、６８を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置６１と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図７に本発明の実施形態例６に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置７１では、透明基板上に液晶層７４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板７２と、透明基板上に対向電極が形成された補償対向基板７３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層７４を狭持している。ＴＦＴ基板７２の光出射側表面及び補償対向基板７３の光入射側表面には、放熱基板７５、７６がそれぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置７１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が放熱基板７６から入射し、補償対向基板７３、ＴＦＴ基板７２、及び放熱基板７５の順に、厚み方向に透過する。
【００６２】
補償対向基板７３は、リタデーション補償機能を有している。対向基板はＴＦＴ基板にくらべてプロセス条件が厳しくないので比較的ガラス選択の自由度が高い。本実施形態例では、補償対向基板７３には、熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを用いた。また、ＴＦＴ基板６２には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。放熱基板７５、７６には、熱伝導率が熱膨張係数が８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが０．７ｍｍの高熱伝導ガラスを使用している。
【００６３】
本実施形態例の構成の液晶表示装置７１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約５℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０６と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６４】
本実施形態例では、放熱基板７５、７６を配置したのでより強い光源のときも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板７２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限るものではない。また、補償対向基板７３、及び放熱基板７５、７６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板７２及び補償対向基板７３の双方に放熱基板７５、７６を配置したが、式（２）を満たしていれば１枚の放熱基板を何れか片方に配置してもよく、また、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板７２及び補償対向基板７３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、補償対向基板７３が放熱機能を有すれば、放熱基板７５、７６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置７１と同様の効果を得ることが出来る。
【００６５】
図８に本発明の実施形態例７に係る液晶表示装置の構成を示す。液晶表示装置８１では、透明基板上に液晶層８４を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、及び画素電極等が形成されたＴＦＴ基板８２と、透明基板上に対向電極が形成された放熱対向基板８３とが、電極形成面を相互に対向した状態で液晶層８４を狭持している。ＴＦＴ基板８２の光出射側表面及び放熱対向基板８３の光入射側表面には、補償基板８５、８６がそれぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わされている。この液晶表示装置８１を液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された光が補償基板８６から入射し、放熱対向基板８３、ＴＦＴ基板８２、及び補償基板８５の順に、厚み方向に透過する。
【００６６】
放熱対向基板８３は、放熱機能を有している。実施形態例６でも説明したように、対向基板はＴＦＴ基板にくらべてプロセス条件が厳しくないので比較的ガラス選択の自由度が高い。本実施形態例では、放熱対向基板８３には、熱膨張係数が＋８．０×１０-6／Ｋで、熱伝導率が１４Ｗ／ｍ・Ｋで、厚みが０．７ｍｍの高熱伝導ガラスを、ＴＦＴ基板８２には、熱膨張係数が＋３．８×１０-6／Ｋで、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスをそれぞれ使用している。実施形態例１でも説明したように、これは標準的な液晶ガラスとして使用されるものと同等の特性をもつガラスであり、安価に手に入れられると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作製することが出来るため、高性能で安価な液晶表示装置を製造することが出来る。補償基板８５、８６には熱膨張係数が−２．０×１０-6／Ｋで、厚みが１．１ｍｍの負熱膨張ガラスを使用している。
【００６７】
本実施形態例の構成の液晶表示装置８１を液晶プロジェクタに使用した結果、中心部と周辺部との温度差ΔＴは約６℃であった。また、暗表示レベルのばらつきは０．０７と光漏れのない良好な表示品質を得た。
【００６８】
本実施形態例においても実施形態例１と同様にＴＦＴ基板８２に安価な無アルカリガラスを使用してコストを低くすると共に、表示品質の高い液晶表示装置を作製することが出来る。また、放熱対向基板８３を配置したので、強い光が液晶表示装置を透過する場合にも温度上昇を抑えて良好な表示品質を得ることが出来る。ＴＦＴ基板８２に使用するガラスは安価にＴＦＴ素子を作製できれば、無アルカリガラスに限るものではない。また、補償基板８５、８６に使用するガラスも一例であって、何れも式（２）を満たす熱膨張係数及び厚みを有するガラスであれば本実施形態例の効果を得ることが出来る。本実施形態例では、ＴＦＴ基板８２及び放熱対向基板８３の双方にそれぞれ補償基板８５、８６を配置したが、式（２）を満たしていれば１枚の補償基板を何れか片方に配置してもよく、また、このような配置には限定されない。例えば、ＴＦＴ基板８２及び放熱対向基板８３の内の片方に集めて配置してもよい。尚、放熱対向基板８３がリタデーション補償機能を有すれば、補償基板８５、８６を設けなくても、本実施形態例の液晶表示装置と同様の効果を得ることが出来る。
【００６９】
図９に本発明の実施形態例８に係る液晶プロジェクタの構成を示す。液晶プロジェクタ９１０は、同図に示すように、光源９１１〜９１３と、光源９１１〜９１３からの白色光を赤、緑、及び青の３つ色の光束に分離する色分離光学系９１４〜９１６と、赤用、緑用、及び青用の３枚の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂと、３枚の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂを透過した光を合成する色合成光学系９１９と、合成された光をスクリーン上に拡大投射する投射レンズ９２０とを有する。本実施形態例の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂは、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置の構成に加えて、光入射側表面には、画素の開口部に集光して輝度を向上させるマイクロレンズを搭載した液晶表示装置を使用している。また、ＴＦＴ素子を画素ごとに配列して液晶層を駆動させる、アクティブマトリクス型のものが用いられている。色分離光学系及び色合成光学系には、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム等が用いられる。
【００７０】
液晶プロジェクタ９１０は、光源９１１から出射した光をリフレクタ９１２で集光した後、光変換インテグレータ９１３を透過させ、その光束を２枚のダイクロイックミラー９１４で順次分離していき、３原色の光束に分離する。３原色の光束のうち赤色の光束は、ミラー９１５で反射された後、赤用の液晶表示装置９１Ｒに入射する。また、緑色の光束は緑用の液晶表示装置９１Ｇに入射し、青色の光束は２枚のミラー９１６で順次反射された後、青用の液晶表示装置９１Ｂに入射する。赤用、緑用、及び青用の液晶表示装置９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂのそれぞれを透過した光（画像）は、クロスダイクロイックプリズム９１９によって合成された後、投射レンズ９２０により図示しないスクリーンに拡大投影される。本実施形態例の液晶プロジェクタ９１０によれば、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置を備えることにより、実施形態例１〜７に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることが出来る。
【００７１】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明に係る液晶表示装置及び液晶プロジェクタは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した液晶表示装置及び液晶プロジェクタも、本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施形態例１に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図２】実施形態例１に係る液晶表示装置を液晶プロジェクタに用いた際の液晶表示装置の発熱状態を説明する図であり、図２（ａ）は液晶表示装置の温度分布を模式的に示す図、図２（ｂ）は液晶表示装置の温度差を模式的に示す図である。
【図３】実施形態例２に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図４】実施形態例３に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図５】実施形態例４に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図６】実施形態例５に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図７】実施形態例６に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図８】実施形態例７に係る液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図９】実施形態例８に係る、液晶プロジェクタの構成を示す平面図である。
【図１０】特許文献１に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１１】特許文献２に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１２】特許文献３に記載の液晶表示装置の構成を示す側面図である。
【図１３】本発明に係る液晶表示装置について、暗レベルのばらつきと｜Σ（ｔj×ｋj）｜との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る別の液晶表示装置について、暗レベルのばらつきと｜Σ（ｔj×ｋj）｜との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂ、１０１、１１１、１２１：液晶表示装置
１２、３２、４２、５２、６２、７２、８２、１０２、１１２、１２２：ＴＦＴ基板
１３、３３、４３、５３、６３、１０３、１１３、１２３：対向基板
１４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、１０４、１１４、１２４：液晶層
１５、１６、３５、４６、５５、６５、６６、８５、８６：補償基板
３６、４５、５６、６７、６８、７５、７６、１１５、１１６：放熱基板
７３：補償対向基板
８３：放熱対向基板
１０５、１０６：防塵基板
１２５：補償基板
１２６：マイクロレンズ基板
９１０：液晶プロジェクタ
９１１：光源
９１２：リフレクタ
９１３：光変換インテグレータ
９１４：ダイクロイックミラー
９１５、９１６：ミラー
９１９：クロスダイクロイックプリズム
９２０：投射レンズ