JP2005283969A - 液晶表示装置及びこれを用いた液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 投射型液晶プロジェクタ等において、強い光が入射する使用環境下での表示パネルの放熱性能の向上させるとともに、高コントラストでかつ表示輝度むらの小さい表示品質の高い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置１は、ＴＦＴ基板２と対向基板３とが、互いに膜面を対向した状態で液晶層４を狭持している。そして、光が入射する対向基板３の側に防塵基板６、光が出射するＴＦＴ基板１の側に放熱基板５をそれぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わせている。更にＴＦＴ基板２、対向基板３、放熱基板５及び防塵基板６の光が通過しない外周領域をホルダー７で保持している。放熱基板５は、立方晶系の結晶系から成る熱伝導率の高い単結晶基板や多結晶基板で構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶プロジェクタ等において強い光が入射する液晶表示装置の構造に関するものである。

投射型液晶プロジェクタでは、液晶表示装置に画像信号を入力し、その画像をスクリーンに結像及び表示を行っている。この液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板と対向基板とは、厚さがそれぞれ０．５〜１．２ｍｍ程度であり、アクティブマトリクス基板表面及び対向基板表面も結像位置になり得る。そのため、アクティブマトリクス基板表面や対向基板表面に傷や塵埃などの異物があると、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。この問題を防ぐため、防塵ガラスと呼ばれる厚さ０．５〜２．０ｍｍ程度の絶縁性のガラス基板を、アクティブマトリクス基板表面と対向基板表面とにそれぞれ貼り合わせている。これにより、防塵ガラス表面の傷や異物があっても、防塵ガラス表面が焦点位置からずれているので、スクリーンで認識されにくくなり表示品質の低下を防止することができる。

一方、最近の投射型液晶プロジェクタは、明るい使用環境でもスクリーン表示が見えるように、例えばポータブルタイプでは3000ＡＮＳＩルーメン以上、モバイルタイプでも2000ＡＮＳＩルーメン以上の、高輝度、コンパクト、かつ高画質な装置が求められている。これに伴い、投射型液晶プロジェクタの光源が強くなり、更に液晶表示装置自身も小型化及び高画質化されていることにより、パネル単位面積当たりに入射する光もより強くなってきている。そのため、液晶表示装置は、入射光による熱吸収でパネル自身の温度が上昇するとともに、パネル表示面の中心部と周辺部との間に温度差が生じる。パネルの温度差によって、パネル部材であるガラス基板の内部には、熱応力が発生してガラス基板に複屈折異方性（リタデーション）を生じる。通常消光軸が直交した二枚の偏光板の間に配置される液晶表示装置では、入射側偏光板を通過した入射光が本来直線偏光であるものが、ガラス基板に発生したリタデーションにより楕円偏光となり、出射側偏光板から光が抜ける。暗表示の際にも、その一部の光が抜けてしまうので、コントラスト低下や表示輝度むら等の表示品質低下の要因となる。

上述した液晶表示装置の課題に対して特許文献１に開示された技術がある。この課題を解決するために、防塵ガラスとして熱伝導率が高いガラス基板を使用することで放熱性を高め、パネル全体の温度を下げ、ガラス基板に発生する熱応力を低減することで、ガラス基板に発生するリタデーションを小さくしている。映像表示素子の明るさ及び高画質、高性能化の両方を達成するための映像表示素子を効率よく放熱する手段として、映像表示素子の入出射面透光性材料に非結晶性で熱伝導率の高い材料を用いることで、画質を低下させること無く高輝度化に対応できるとしている。

図１２は、特許文献１に開示されている映像表示素子の概略構成を示す構成図である。映像表示素子１５０は、表示画素１５１を対向基板１５２とＴＦＴ基板１５３との間に形成し、その入射側に入射側透光性部材１５４を、出射側に出射側透光性部材１５５を備えており、入射側透光性部材１５４と出射側透光性部材１５５との表面即ち映像表示素子１５０の表面は空気に面している。この入射側透光性部材１５４と出射側透光性部材１５５とは、０．５〜２．０ｍｍ程度の厚みを有しており、映像表示素子１５０の表示画素１５１に焦点を合わせた投射レンズ（図示せず）で映像表示素子１５０の表面に付着した塵埃などの異物がスクリ−ン（図示せず）で視認されにくくなるように、付着した異物を焦点位置からシフトさせている。このように構成した映像表示素子１５０表面に例えば冷却用ファン（図示せず）で流路１５７を介して送風し、映像表示素子１５０で光源からの照射光を吸収して生じる熱を入出射側透光性部材１５４，１５５の表面から放熱させて冷却している。

このとき、映像表示素子１５０の入出射側透光性部材１５４，１５５の材料として、石英の透明ガラスに代えて、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット：Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）の結晶軸をもたない非結晶性材料を用いている。そして、０．９インチの液晶映像表示素子パネル（許容温度７０℃）を使用した映像表示素子を光束量2000ルーメンの液晶プロジェクタに用いた場合、入出射側透光性部材に石英の透明ガラスを使用したとき周囲温度３０℃で映像表示素子の温度は７０℃程度であったが、非結晶性のＹＡＧを使用したとき映像表示素子の温度を６５℃にすることができ、画質を低下させること無く５℃の改善を認めることができたとしている。

特開２００３−１３１１６４号公報（図１）

しかしながら、上述した従来技術には次のような課題があった。

第１の問題点は、より高輝度の光束量に対して、充分な放熱性を確保できないことである。液晶プロジェクタの出射側光束量は、市場ニーズとして3000ルーメン又はそれ以上の光束量が必要となってきている。しかし、従来技術では、2000ルーメンまでの光束量には対応できるが、それ以上の光束量には対応することができない。その理由として、入出射側透光性部材の表面から放熱させるために、熱伝導性の高い材料としてＹＡＧを用いている。ところが、従来技術で使用する材料は、非結晶性つまりは非晶質材料であるため、高輝度化に十分に対応できる熱伝導性能であるとは言えないからである。

第２の問題点は、液晶表示装置を構成するＴＦＴ基板と対向基板との基板材質の選択によっては、互いの熱膨張係数の差が大きくなるので、熱衝撃性に代表される構造起因の製品信頼性が確保できないことである。特に、その問題は、従来技術で示されているような、高温ポリシリコンデバイスで主に使用される石英ガラスをＴＦＴ基板とし、ＹＡＧ非結晶基板を対向基板として用いた場合は、熱膨張係数の差が大きい基板材質の組み合わせになるので、熱ストレスによりＴＦＴ基板と対向基板との接着部が剥離する。

そこで、本発明の目的は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、特に投射型液晶プロジェクタ等において、強い光が入射する使用環境下での表示パネルの放熱性能を向上させるとともに、液晶表示装置を構成する基板の熱応力により発生するリタデーションや初期状態における残留リタデーションを可能な限り小さくすることにより、3000ルーメン以上の出射光束のような高輝度環境下においても、高コントラストでかつ表示輝度むらの小さい表示品質の高い液晶表示装置を提供することにある。また、アクティブマトリクス基板と対向基板との接着部に生じる熱ストレスに対して、構造体の製品信頼性を高めることにある。

本発明に係る液晶表示装置は、複数の基板で液晶を挟持してなり、例えば液晶プロジェクタに使用される。そして、複数の基板の少なくとも一枚が立方晶系の結晶基板である。換言すると、本発明は、少なくともアクティブマトリクス基板又は対向基板に遮光膜層を有し、アクティブマトリクス基板と対向基板を一定の間隙で接着保持し、当該間隙内に液晶を封入した投射型表示装置に使用する液晶表示装置である。そして、少なくともアクティブマトリクス基板及び対向基板を含む複数の絶縁性基板が積層配置され、少なくとも一つの当該絶縁性基板が立方晶系の結晶系から成る結晶基板で構成される。

また、結晶基板は、単結晶基板又は多結晶ガラス基板としてもよく、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）としてもよい。このとき、単結晶基板の厚み方向に入射する光に対するリタデーションの面内分布の平均は、０．１ｎｍ以下であることが好ましい。また、多結晶基板の厚み方向に入射する光に対するリタデーションの面内分布の平均は、０．４ｎｍ以下であることが好ましく、０．１ｎｍ以下であることがより好ましい。

また、アクティブマトリクス基板と対向基板とのみで積層配置される場合に、対向基板がアクティブマトリクス基板よりも高い熱伝導性を有するようにしてもよい。アクティブマトリクス基板の材質が無アルカリガラスであり、対向基板の材質がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である場合には、アクティブマトリクス基板と対向基板との熱膨張係数の差が５×１０^-6／Ｋ以下であるとしてもよい。更に、アクティブマトリクス基板の材質がシリコンであり、対向基板の材質がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である場合には、アクティブマトリクス基板と対向基板との熱膨張係数の差が６×１０^-6／Ｋ以下であるとしてもよい。

また、本発明に係る液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と対向基板を含む複数の絶縁性基板で積層配置される場合に、絶縁性基板の少なくとも一つがその他の絶縁性基板よりも高い熱伝導性を有するとしてもよい。

本発明に係る液晶プロジェクタは、光源とその光源から出射した光を色分離する色分離手段と、単数又は複数の本発明に係る液晶表示装置と、その液晶表示装置によって表示される画像を合成する色合成光学系と、合成された画像をスクリーン上に拡大投射する投射レンズを備えている。

次に、本発明に係る液晶表示装置の作用について説明する。

透過型プロジェクタ等では、光源による温度上昇及び液晶表示装置を含む光学系の吸熱による温度上昇を抑制するための一般的な方式として、ファンによる強制空冷で装置を冷却している。光源の高輝度化及び装置の小型化によりパネル単位面積当たりに吸熱される熱量が多くなる問題に対して、液晶表示装置の放熱性をいかに高めるかが重要となってくる。

液晶表示装置の発熱は、主にパネル内部であるアクティブマトリクス基板と対向基板とで形成される液晶表示画素部で発生している。液晶表示画素部を形成する対向基板及びアクティブマトリクス基板には、トランジスタ素子を形成するための配線層や絶縁膜、液晶素子やトランジスタ素子を光から遮るための遮光層、液晶素子を形成するために有機膜等の積層膜で形成されている。しかし、本来、透過すべき光又は反射すべき光が、先に述べた積層膜間の屈折率差や複雑な段差構造に起因して、膜界面での散乱や多重反射による不明光となり、その一部が結果として吸収光となっている。

そこで、ガラス基板と空気対流層との接するパネル表面の放熱能力がガラス基板の平坦性や材質によらずほぼ一定であることから、液晶表示装置の放熱性を高めるには、パネル内部から表面への熱伝達能力の高い基板を用いることが有効である。材料組成が同一の場合、結晶構造の違いによる原子配列の規則性に依存して格子振動による熱エネルギーが伝達しやすくなることから、熱伝導率は単結晶、多結晶、非晶質の順に小さくなる。したがって、放熱性の面では単結晶構造が最も有利となる。

しかし、通常の結晶体は複屈折異方性を持っている。そのため、これらを含む結晶基板を用いた場合、複屈折異方性の影響によりコントラストが劣化するという問題を引き起こす。これを回避するために、本発明では立方晶系の結晶を含む結晶基板を用いる。立方晶系の結晶系は例外的に光学的に等方で複屈折異方性を有さない。以上のように、本発明は、熱伝導性の優れた結晶性を有し、更に複屈折異方性のない立方晶系の結晶基板であることを特徴としている。

この結晶基板の一例として、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）結晶基板を使用することが有効である。ＹＡＧ結晶基板には多結晶ガラス基板と単結晶基板とがあるがいずれの基板でも、一般的に使用する液晶表示装置用の無アルカリガラスや石英基板と比較して、熱伝導率が約１０倍程度高い。その中でも、ＹＡＧ単結晶基板の熱伝導率（１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ）は、ＹＡＧ多結晶ガラス基板の熱伝導率（１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ）と比較して約２０％高くなっている。そのためプロジェクタの高輝度化や小型化に対して、ＹＡＧ単結晶基板がより高性能である。

一方、光学的性質において、ＹＡＧ結晶基板は結晶系が立方晶系に属しており、各軸の屈折率が同一であるため複屈折異方性を生じることがない。つまり、ガラス基板を通過する光の偏向軸とガラス基板の結晶軸との合わせずれによるリタデーションの発生を抑制できるので、これらに起因するコントラスト低下や表示輝度むら等の表示品質低下の要因を排除できる。また、合わせ精度を必要としないので組み立て作業性も向上する。

更に、初期状態におけるガラス基板に残留するリタデーションを小さくすることで、コントラストや表示輝度むら等の表示品質を向上できる。液晶表示装置の構成部材であるガラス基板には、その材質や製造方法によって異なった残留リタデーションが初期状態で存在している。その残留リタデーションは、単結晶基板の方が多結晶基板と比較して小さい傾向にある。ＹＡＧ単結晶基板の残留リタデーションは面内平均で０．０５ｎｍ以下であり、ＹＡＧ多結晶ガラス基板のそれと比較して約１／５である。液晶表示装置のコントラストは、液晶素子の駆動が理想状態にあるとすると、初期状態の残留リタデーションと動作時の熱応力により発生するリタデーションとの和によって決まる。コントラスト１０００以上を実現するには、そのリタデーション値の面内平均が４〜５ｎｍ以下である必要があり、ＹＡＧ多結晶ガラス基板ではリタデーション値のマージンがほとんどないが、ＹＡＧ単結晶基板では十分なマージンを確保できる。

以上のようにＹＡＧ単結晶基板は優れた性能を示す。しかし、コストを重視すれば、より安価なＹＡＧ多結晶ガラス基板を用いることができる。ＹＡＧ多結晶ガラス基板は、結晶粒が様々な方位を向いているが各結晶粒が光学的に等方なため、基板全体として光学的に等方である。また、ＹＡＧ単結晶基板と比較して、ＹＡＧ多結晶ガラス基板は安価である。

また、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の材質が無アルカリガラスであり、対向基板がＹＡＧ結晶基板である場合には、アクティブマトリクス基板と対向基板との熱膨張係数の差が比較的小さいため、熱衝撃性に代表される構造起因の製品信頼性を十分確保できる。アクティブマトリクス基板と対向基板との熱膨張係数の差は、５×１０^-6／Ｋ以下であれば耐熱衝撃性を満足する。特に、ＹＡＧ単結晶基板の熱膨張係数（６．９×１０^-6／Ｋ）は、ＹＡＧ多結晶ガラス基板の熱膨張係数（８．０×１０^-6／Ｋ）と比較して約１５％小さくなっている。そのため、対向基板にＹＡＧ単結晶基板を使用した方が、アクティブマトリクス基板の無アルカリガラスとの熱膨張係数の差がより小さくなることから、一層の信頼性向上が得られる。

本発明によれば、液晶を挟持する複数の基板の少なくとも一枚に立方晶系の結晶基板を用いることにより、放熱性能が高くかつ高コントラストな表示特性を有する液晶表示装置を得ることができる。その理由は。立方晶系の結晶基板は、熱伝導性が良くかつ複屈折異方性が無い性質を有するからである。特に、液晶表示装置を構成する基板に熱伝導率の高い単結晶基板や多結晶基板を選択することにより、入射する光により基板全体に発生する熱応力に起因するリタデーションや初期状態における残留リタデーションを可能な限り小さくすることができる。したがって、より高輝度な環境下においても高コントラストでかつ表示輝度むらを小さくすることができる、つまり表示画質を高めることができる。また、低温ポリシリコンデバイスで主に用いる無アルカリガラスをアクティブマトリクス基板に使用し、ＹＡＧ多結晶ガラス基板を対向基板に使用することにより、両者の基板間の熱膨張の差を比較的小さくすることができるので、熱ストレスに対する構造体の製品信頼性を高めることができる。

（液晶表示装置の第１実施形態）
図１は、本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を示す断面図である。以下、この図面を中心に説明する。

詳細な構造は図示していないが、図１に示すように液晶表示装置１は、液晶層４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２と、ＴＦＴ基板２に形成される画素に対向して配置される対向電極が形成された対向基板３とが、互いに膜面を対向した状態で液晶層４を狭持している。そして、光が入射する対向基板３の側に防塵基板６を、光が出射するＴＦＴ基板１の側に放熱基板５を、それぞれ柔軟性の高い接着剤で貼り合わせている。更にＴＦＴ基板２、対向基板３、放熱基板５及び防塵基板６の光が通過しない外周領域を、ホルダー７で保持している。

この液晶表示装置１を投射型液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された入射光８が防塵基板６の側から入射し、対向基板３、ＴＦＴ基板２、放熱基板５の厚み方向に順次通過して、放熱基板５の側から出射光９として通過する。その際、液晶表示装置１は、入射光８が出射光９として通過するまでに、光の一部が内部での散乱や多重反射等によって不明光として部材に吸収されることにより、発熱する。そこで、発熱した液晶表示装置１では、外部から空冷ファン等で強制的に空気の気流１１を発生させる。これにより、内部で発生する熱が熱流１０となって空気に触れる放熱基板５、防塵基板６又はホルダー７の表面に向かって移動するので、強制空冷により効率良く冷却される。

なお、以下の実施例で述べる液晶表示装置１は、表示エリアが０．９型サイズを基準に記載しているが、そのサイズを特に限定するものではない。例えば、表示エリアが異なる場合の出射光束については、設計事項として表示エリアの単位面積当たりの光量で比較すればよい。このことは。他の実施形態における実施例でも同様である。

（実施例１）
図１に示す第１実施形態に基づく実施例１について具体的に説明する。

本実施例におけるＴＦＴ基板２及び対向基板３には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラスを使用している。この無アルカリガラスは、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基板であり、安価に手に入ると同時に高性能のＴＦＴ素子を低温プロセスで作ることができるため、高性能で安価な液晶表示装置を作ることができる。

放熱基板５は、熱膨張係数が８．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高い多結晶ガラス基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。ＹＡＧ結晶基板は、結晶系が立方晶系に属しており、光学的性質として各軸の屈折率が同一であるため複屈折異方性を生じることがないのが特徴である。また、防塵基板６は、熱膨張係数が−６．０×１０^-7／Ｋ、熱伝導率が１．７０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、多結晶ガラス基板を使用している。多結晶ガラス基板は、結晶の大きさが０．１μｍ以下すなわち光学的性質として可視光の波長より十分小さいので、光が散乱せず透過性が高い。

各基板の厚みについては、特に固定するものではない。ＴＦＴ基板２と放熱基板５とを重ねた基板厚み、又は対向基板３と防塵基板６とを重ねた基板厚みが、それぞれ放熱基板５及び防塵基板６の表面に傷や付着した異物があっても画像焦点位置からずらすことができる防塵構造となっていればよい。他の実施例においても、各基板の厚みについては、防塵構造が実現できればどのような値でもよい。

上述した構成の液晶表示装置１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置１が光を吸収して発熱し、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域となり、図２（ａ）に示すように表示エリアには同心円状の温度分布が生じる。

実施例１では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、放熱基板５の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６２．３℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは２．８℃であった。また、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６２．９℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは３．２℃であった。

また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、放熱基板５の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは７１．６℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは５．５℃であった。また、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは７３．２℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは６．５℃であった。

なお、温度差ΔＴ（図２（ａ）に示す）は、表示エリア中心から外周に向かって対角方向に７５％の位置を外周部の温度と規定し、中心部の最大温度Ｔｍａｘ（図２（ａ）に示す）と外周部の温度との差とした。温度差ΔＴの定義は、以下同様である。

液晶表示装置１に温度差ΔＴの温度分布が生じると、温度差ΔＴによって基板の内部に熱応力が発生する。そして、応力の発生に伴う基板の複屈折異方性により、液晶表示装置１を構成する基板の厚み方向に通過する偏向光に、リタデーションが生じる。このようなリタデーションは、スクリーンに画像表示した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させるので、コントラスト低下及び面内ばらつきを発生して表示品質を低下させる。この問題は、他の実施例でも同様である。

図２（ｂ）に表示エリアの暗表示のレベルを示す。図２（ｂ）において、偏向軸は水平方向となっているので、表示エリアの四隅に光抜けした高輝度領域が生じ、表示エリアの垂直水平方向に最も暗い低輝度領域が生じる。表示品質を確保するための目安として、温度差ΔＴは１０℃以下に抑える必要がある。本実施例では、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合においても、温度差ΔＴを満足している。

（実施例２）
図１に示す第１実施形態に基づく実施例２について具体的に説明する。

本実施例における放熱基板５には、熱膨張係数が６．９×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高い単結晶基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。実施例１で使用したＹＡＧ多結晶ガラス基板の物性値と比較すると、ＹＡＧ単結晶基板は熱伝導率が約２０％高く、熱膨張係数が約１５％小さいのが特徴である。その他の液晶表示装置１の構成及び使用する各基板については、実施例１と同一である。

上述した構成の液晶表示装置１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、実施例１と同様に、液晶表示装置１が光を吸収して発熱し、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域となり、図３（ｃ）に示すように表示エリアには同心円状の温度分布が生じる。

出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、放熱基板５の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６１．８℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは２．４℃であった。また、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６２．４℃、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは３．０℃であった。

また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、放熱基板５の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは７０．５℃、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは４．８℃であった。また、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは７２．３℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは５．９℃であった。

図３（ｄ）に表示エリアの暗表示のレベルを示す。図３（ｄ）において、偏向軸は水平方向となっているので、表示エリアの四隅に光抜けした高輝度領域が生じ、表示エリアの垂直水平方向に最も暗い低輝度領域が生じる。表示品質を確保するための目安として、温度差ΔＴは１０℃以下に抑える必要がある。本実施例では、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合においても、実施例１以上のマージンをもって温度差ΔＴを満足している。

（比較例１）
図１に示す第１実施形態に基づく比較例として、放熱基板５は、防塵基板６と同一の材質とし、熱膨張係数が−６．０×１０^-7／Ｋ、熱伝導率が１．７０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、多結晶ガラス基板を使用した。その他の液晶表示装置１の構成及び使用する各基板については、実施例１及び実施例２と同一である。

実施例１及び実施例２と同様の温度測定評価をしたところ、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６９．２℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは６．９℃であった。

また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、防塵基板６の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは８５．６℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは１３．７℃であった。

表示品質を確保するための目安として、温度差ΔＴは１０℃以下に抑える必要がある。これに対して、比較例１では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合においては温度差ΔＴを満足しているが、5000ルーメンの光束に相当する場合においては温度差ΔＴを満足しなかった。

（実施例３）
図１に示す第１実施形態に基づく実施例３について具体的に説明する。

本実施例は、液晶表示装置１を構成するＴＦＴ基板２、対向基板３、放熱基板５及び防塵基板６について、物性値の異なる基板を組み合わせた例である。図４には、この場合における液晶表示装置１の初期リタデーション値の測定結果、及び高輝度環境下の暗表示の輝度むらの投射観察結果を示している。

ＴＦＴ基板２及び対向基板３には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの、無アルカリガラスを使用している。防塵基板６には、防塵基板（Ａ）として熱膨張係数が−６．０×１０^-7／Ｋ、熱伝導率が１．７０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの多結晶ガラス基板、又は防塵基板（Ｂ）として熱膨張係数が−２．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．５０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの多結晶ガラス基板を使用している。放熱基板５は、熱膨張係数が８．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍのＹＡＧ多結晶ガラス基板、若しくは熱膨張係数が６．９×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍのＹＡＧ単結晶基板、又は先に述べた防塵基板（Ａ）若しくは防塵基板（Ｂ）を使用している。

放熱基板５にＹＡＧ多結晶ガラス基板を用い、防塵基板６に防塵基板（Ａ）を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ３）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが０．８ｎｍ〜１．４ｎｍと比較的小さい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタ3000ルーメン相当の出射光束で許容範囲内であったが、同じく5000ルーメン相当の出射光束では許容できなかった。

また、放熱基板５にＹＡＧ単結晶基板を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ４）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが０．５ｎｍ〜１．０ｎｍとかなり小さい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタの3000ルーメン相当の出射光束で許容範囲内であったが、同じく5000ルーメン相当の出射光束では許容限界であった。

放熱基板５にＹＡＧ多結晶ガラス基板を用い、防塵基板６に防塵基板（Ｂ）を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ５）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが０．９ｎｍ〜１．２ｎｍと比較的小さい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタ3000ルーメン相当の出射光束で許容範囲内であったが、同じく5000ルーメン相当の出射光束では許容限界であった。

また、放熱基板５にＹＡＧ単結晶基板を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ６）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが０．６ｎｍ〜０．８ｎｍと更に小さい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタの5000ルーメン相当の出射光束でも許容範囲内であった。このように、放熱基板５にＹＡＧ結晶基板を使用した場合には、初期リタデーションが小さくかつ熱伝導性能が良いので、動作状態での液晶表示装置１のリタデーションが小さいものと推定できる。なお、この組み合わせの液晶表示装置１において、コントラスト1000以上を得るために必要な動作時のリタデーションは、机上計算からおおよそ５．２ｎｍ以下にする必要があると見積もられる。

これに対して、放熱基板５に防塵基板（Ａ）を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ１）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが１．０ｎｍ〜１．８ｎｍと大きい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタの3000ルーメン相当の出射光束で許容できるが、同じく5000ルーメン相当の出射光束では許容できなかった。

また、放熱基板５に防塵基板（Ｂ）を用いた液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ２）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが１．１ｎｍ〜１．５ｎｍと比較的大きい。そのため、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタの5000ルーメン相当の出射光束でも許容範囲であった。しかし、5000ルーメンにおけるパネルの最大温度Ｔｍａｘが８８℃まで上昇するため、液晶素子としての表示性能を満足できなかった。

これらの組み合わせでは、防塵基板（Ａ）及び防塵基板（Ｂ）が負の熱膨張を有するため、熱応力により生ずるリタデーションを光学補償しているが、防塵基板（Ｂ）の方がより負の熱膨張係数が大きいため光学補償の効果が大きい。しかし、いずれの組み合わせも熱伝導性能が悪いことにより、高輝度環境下での発熱でパネル温度が上昇するため、液晶素子の表示性能の低下が余儀なくされる。なお、この組み合わせの液晶表示装置１おいて、コントラスト1000以上を得るために必要な動作時のリタデーションは、机上計算からおおよそ５．２ｎｍ以下にする必要があると見積もられる。

参考として、放熱基板５及び防塵基板６がない構成での液晶表示装置１（図４中のサンプルＮｏ７）は、液晶表示装置１全体の初期リタデーションが０．２ｎｍ〜０．３ｎｍと非常に小さい。しかし、目視レベルで観察した暗表示の輝度むらは、投射型液晶プロジェクタの３０００ルーメン相当の出射光束でも許容できない。この組み合わせでは、熱応力により生ずるリタデーションを補償できないだけでなく、更に基板の熱伝導性能が悪いので、初期リタデーションが小さくても動作時のリタデーションが許容限界以上に大きくなってしまうものと推定できる。

図５は、上述した液晶表示装置１を構成するＴＦＴ基板２、対向基板３、放熱基板５及び防塵基板６に用いられた基板単体について、初期リタデーションの測定結果と熱伝導率との関係を示している。

図５に示すように、多結晶に属する基板の初期リタデーションは、全体的に大きい。すなわち、防塵ガラス（Ａ）は０．４〜０．７ｎｍであり、防塵ガラス（Ｂ）は０．４〜０．５ｎｍであり、ＹＡＧ多結晶ガラス基板はやや小さく０．２〜０．３ｎｍである。これに対して、単結晶に属するＹＡＧ単結晶基板の初期リタデーションは、０．１ｎｍ未満と非常に小さい。また、非晶質に属する無アルカリガラス基板や石英ガラス基板も、同様に０．１ｎｍ未満と非常に小さい。

これまで述べてきた内容をまとめると、投射型液晶プロジェクタの高輝度化に対応した液晶表示装置１には、熱伝導性能の高い放熱基板５が液晶表示装置１の温度上昇抑制に必要であり、具体的にはＹＡＧ結晶基板が有効である。ＹＡＧ結晶基板の中でもＹＡＧ多結晶ガラス基板は、初期リタデーションが若干大きい。そのため、ＹＡＧ多結晶ガラス基板を用い場合の熱応力によるリタデーションを含めた液晶表示装置１全体のリタデーションは、投射型液晶プロジェクタの出射光束が3000ルーメン相当でコントラスト1000以上を満足できるが、5000ルーメン相当ではコントラスト1000当たりの許容限界である（図６（ａ）参照）。

したがって、3000ルーメンの明るさを確保するための、ＹＡＧ結晶基板に必要な初期リタデーションは、放熱基板５単体で０．４ｎｍ以下であればよい。一方、ＹＡＧ単結晶基板は、初期リタデーションが小さい。そのため、ＹＡＧ単結晶基板を用いた場合の熱応力によるリタデーションを含めた液晶表示装置１全体のリタデーションは、投射型液晶プロジェクタの出射光束が3000ルーメンだけでなく5000ルーメン相当でもコントラスト1000を確保できる（図６（ｂ）参照）。したがって、5000ルーメンの明るさを確保するための、ＹＡＧ結晶基板に必要な初期リタデーションは放熱基板５単体で０．１ｎｍ以下であればよい。

（液晶表示装置の第２実施形態）
図７は、本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態を示す断面図である。以下、この図面を中心に説明する。

詳細な構造は図示していないが、図７に示すように液晶表示装置６１は、液晶層６４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６２と、ＴＦＴ基板６２に形成される画素に対向して配置される対向電極が形成された対向基板（放熱基板）６３とが、互いに膜面を対向した状態で液晶層６４を狭持している。そしてＴＦＴ基板６２、対向基板（放熱基板）６３の光が通過しない外周領域をホルダー６７で保持している。

この液晶表示装置６１を投射型液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された入射光６８は、対向基板（放熱基板）６３の側から入射し、対向基板（放熱基板）６３からＴＦＴ基板６２の厚み方向に順次通過し、ＴＦＴ基板６２側から出射光９として通過する。その際、液晶表示装置６１は、入射光６８が出射光６９として通過するまでに、光の一部が内部での散乱や多重反射等によって不明光として部材に吸収されることにより、発熱する。そこで、発熱した液晶表示装置６１では、外部から空冷ファン等で強制的に空気の気流７１を発生させる。これにより、内部で発生する熱が熱流７０となって空気に触れる対向基板（放熱基板）６３、ＴＦＴ基板６２又はホルダー６７の表面に向かって移動するので、強制空冷により効率良く冷却される。

（実施例４）
図７に示す第２実施形態に基づく実施例４について具体的に説明する。

本実施例におけるＴＦＴ基板６２には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの、無アルカリガラスを使用している。対向基板（放熱基板）６３は、熱膨張係数が８．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高い多結晶ガラス基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。

上述した構成の液晶表示装置６１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置６１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域、コーナー部が低温度領域となり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる（図示せず）。

実施例４では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）６３の表面における表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは２．０℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）６３の表面の表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは３．８℃であった。

本実施例の液晶表示装置６１について、温度サイクル試験を行った。試験条件は、低温側０℃、高温側８０℃、各１時間保持である。２４０サイクルの試験を行ったところ、液晶表示装置６１は、外観に異常なく、正常に動作した。この結果については、図８に示すように、ＴＦＴ基板６２に使用した無アルカリガラス基板と対向基板（放熱基板）６３に使用したＹＡＧ多結晶ガラス基板との熱膨張係数の差が４．２×１０^-6／Ｋ程度であるので、熱ストレスに対する許容範囲である。

比較例として、ＴＦＴ基板を熱膨張係数が５．６×１０^-7／Ｋの石英基板にして、温度サイクル試験を上述と同様の方法で行った。２４サイクルの試験が完了した時点において、既にＴＦＴ基板と対向基板の接着界面で剥離が発生した。

（実施例５）
図７に示す第２実施形態に基づく実施例５について具体的に説明する。

本実施例におけるＴＦＴ基板６２には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの、無アルカリガラスを使用している。対向基板（放熱基板）６３は、熱膨張係数が６．９×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高い単結晶基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。

上述した構成の液晶表示装置６１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置６１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域になり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる（図示せず）。

実施例５では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）６３の表面における表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは１．６℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）６３の表面の表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは３．２℃であった。

本実施例の液晶表示装置６１について、前述と同じ条件で温度サイクル試験を行った。その結果、液晶表示装置６１は、外観には異常なく、正常に動作した。この結果については、図８に示すように、ＴＦＴ基板６２に使用した無アルカリガラス基板と対向基板（放熱基板）６３に使用したＹＡＧ多結晶ガラス基板との熱膨張係数の差が３．１×１０^-6／Ｋ程度であるので、熱ストレスに対して実施例４よりも更に許容範囲内である。

（液晶表示装置の第３実施形態）
図９は、本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を示す断面図である。以下、この図面を中心に説明する。

詳細な構造は図示していないが、図９に示すように液晶表示装置８１は、液晶層８４を駆動するためのトランジスタ素子、駆動回路、画素電極、反射膜層等が形成されたシリコン基板８２と、シリコン基板８２に形成される画素に対向して配置される対向電極が形成された対向基板（放熱基板）８３とが、互いに膜面を対向した状態で液晶層８４を狭持している。そして、シリコン基板８２及び対向基板（放熱基板）８３の光が通過しない外周領域を、ホルダー８７で保持している。

この液晶表示装置８１を投射型液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された入射光８８は、対向基板（放熱基板）８３の側から入射し、シリコン基板８２の反射膜層（図示せず）で反射し、対向基板（放熱基板）８３側から出射光８９として通過する。その際、液晶表示装置８１は、入射光８８が出射光８９として通過するまでに、光の一部が内部での散乱や多重反射等によって不明光として部材に吸収されることにより、発熱する。そこで、発熱した液晶表示装置８１では、外部から空冷ファン等で強制的に空気の気流９１を発生させる。これにより、内部で発生する熱が熱流９０となって空気に触れる対向基板（放熱基板）８３、シリコン基板８２又はホルダー８７の表面に向かって移動するので、強制空冷により効率良く冷却される。

（実施例６）
図９に示す第３実施形態に基づく実施例６について具体的に説明する。

本実施例におけるシリコン基板８２には、熱膨張係数が２．３×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１６８Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの、単結晶シリコン基板を使用している。単結晶シリコン基板は、無アルカリガラスと比較して熱伝導率が二桁高く、放熱性に優れている。対向基板（放熱基板）８５は、熱膨張係数が８．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高い多結晶ガラス基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。

上述した構成の液晶表示装置８１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置８１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域になり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる（図示せず）。

実施例６では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）８３の表面における表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは１．３℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）８３の表面の表示エリア中心部とコーナー部との温度差ΔＴは２．５℃であった。

（実施例７）
図９に示す第３実施形態に基づく実施例７について具体的に説明する。

また、上述と同様の方法、対向基板（放熱基板）８３を熱膨張係数が６．９×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、熱伝導率の高いイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）の単結晶基板を使用した。

上述した構成の液晶表示装置８１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置８１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域になり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる（図示せず）。

実施例７では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）８３の表面における表示エリア中心部の温度とコーナー部の温度差ΔＴは１．１℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）８３の表面の表面における表示エリア中心部の温度とコーナー部の温度差ΔＴは２．１℃であった。

（液晶表示装置の第４実施形態）
図１０は、本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を示す断面図である。以下、この図面を中心に説明する。

詳細な構造は図示していないが、図１０に示すように液晶表示装置１０１は、液晶層１０４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１０２と、ＴＦＴ基板１０２に形成される画素に対向して配置される対向電極が形成された対向基板（放熱基板）１０３とが、互いに膜面を対向した状態で液晶層１０４を狭持している。そして、光が出射するＴＦＴ基板１０１の側に、防塵基板１０６を柔軟性の高い接着剤で貼り合わせている。更にＴＦＴ基板１０２、対向基板３及び防塵基板１０６の光が通過しない外周領域を、ホルダー１０７で保持している。

この液晶表示装置１０１を投射型液晶プロジェクタに使用した場合、偏向された入射光１０８は、対向基板（放熱基板）１０３の側から入射し、対向基板（放熱基板）１０３、ＴＦＴ基板１０２、防塵基板１０６の厚み方向に順次通過して、防塵基板１０６の側から出射光１０９として通過する。その際、液晶表示装置１０１は、入射光１０８が出射光１０９として通過するまでに、光の一部が内部での散乱や多重反射等によって不明光として部材に吸収されることにより、発熱する。そこで、発熱した液晶表示装置１０１では、外部から空冷ファン等で強制的に空気の気流１１１を発生させる。これにより、内部で発生する熱が熱流１１０となって空気に触れる対向基板（放熱基板）１０３、防塵基板１０６又はホルダー１０７の表面に向かって移動するので、強制空冷により効率良く冷却される。

（実施例８）
図１０に示す第４実施形態に基づく実施例８について具体的に説明する。

本実施例におけるＴＦＴ基板１０２には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラス使用している。対向基板（放熱基板）１０３は、熱膨張係数が８．０×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１１．７Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みは２．０ｍｍの熱伝導率の高い多結晶ガラス基板を使用している。材質は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）である。また、防塵基板１０６は、熱膨張係数が−６．０×１０^-7／Ｋ、熱伝導率が１．７０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みは１．１ｍｍの多結晶ガラス基板を使用している。

上述した構成の液晶表示装置１０１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置１０１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域となり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる。

実施例８では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）１０３の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは５９．９℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは１．７℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）１０３の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６６．８℃であり、中心部のとコーナー部との温度差ΔＴは３．３℃であった。

本実施例の液晶表示装置１０１について、前述と同じ条件で温度サイクル試験を行った。その結果、液晶表示装置１０１は、外観に異常なく、正常に動作した。本結果については、図８に示すように、ＴＦＴ基板１０２に使用した無アルカリガラス基板と対向基板（放熱基板）１０３に使用したＹＡＧ多結晶ガラス基板との熱膨張係数の差が４．２×１０^-6／Ｋ程度であるので、熱ストレスに対する許容範囲である。

（実施例９）
図１０に示す第４実施形態に基づく実施例９について具体的に説明する。

本実施例におけるＴＦＴ基板１０２には、熱膨張係数が３．８×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが０．７ｍｍの、無アルカリガラス使用している。対向基板（放熱基板）１０３には、熱膨張係数が６．９×１０^-6／Ｋ、熱伝導率が１４．０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが２．０ｍｍの、熱伝導率の高い単結晶ガラス基板を使用している。また、防塵基板１０６には、熱膨張係数が−６．０×１０^-7／Ｋ、熱伝導率が１．７０Ｗ／ｍ・Ｋ、厚みが１．１ｍｍの、多結晶ガラス基板を使用している。

上述した構成の液晶表示装置１０１を高輝度投射型液晶プロジェクタに使用すると、液晶表示装置１０１が光を吸収して発熱し、実施例１及び実施例２と同様に、中心部が高温度領域に、コーナー部が低温度領域となり、表示エリアには同心円状の温度分布が生じる。

実施例９では、出射光が投射型液晶プロジェクタの3000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）１０３の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは５９．３℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは１．５℃であった。また、出射光が投射型液晶プロジェクタの5000ルーメンの光束に相当する場合、対向基板（放熱基板）１０３の表面における表示エリア中心部の最大温度Ｔｍａｘは６６．０℃であり、中心部とコーナー部との温度差ΔＴは２．８℃であった。

本実施例の液晶表示装置１０１について、前述と同じ条件で温度サイクル試験を行った。その結果、液晶表示装置の外観には異常なく、正常に動作した。本結果については、図８に示すように、ＴＦＴ基板１０２に使用した無アルカリガラス基板と対向基板（放熱基板）１０３に使用したＹＡＧ多結晶ガラス基板との熱膨張係数の差が３．１×１０^-6／Ｋ程度であるので、熱ストレスに対する許容範囲である。

（液晶プロジェクタの第１実施形態）
図１１は、本発明に係る投射型液晶プロジェクタの第１実施形態を示す構成図である。以下、この図面を中心に説明する。

液晶表示装置１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂは、本発明の実施例１〜９によって得られた液晶表示装置を用いる。なお、液晶表示装置１２１Ｒ，…には更にマイクロレンズを搭載している。この液晶表示装置１２１Ｒ，…とともに次に説明する構成部品を用いることで、投射型液晶プロジェクタを構成することができる。

この投射型液晶プロジェクタは、光源１２２と、光源１２２からの白色光の偏向軸をそろえる偏向変換素子１２３、更にその白色光をダイクロイックミラー１２４等により赤、緑、青色の３つの光束に分離する色分離光学系と、赤用、緑用、青用の３枚のマイクロレンズ搭載の液晶表示装置１２１Ｒ，…と、それらの液晶表示装置１２１Ｒ，…によって表示された画像を合成するためのミラー１２５、集光レンズ１２６、偏光板１２７、クロスダイクロイックプリズム１２８等からなる色合成光学系と、合成された表示画像をスクリーン上に拡大投射するための投射レンズ１２９とから構成される。

この投射型液晶プロジェクタは、光源１２２から出射した光をリフレクタ１３０で集光した後、その光束を偏向変換素子１２３で偏向軸をそろえ、２枚のダイクロイックミラー１２４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１２５で反射された後、赤用の液晶表示装置１２１Ｒを照明する。また、緑色の光束は緑用の液晶表示装置１２１Ｇを照明し、青色の光束はミラー１２５で順次反射された後、青用の液晶表示装置１２１Ｂを照明する。赤、緑、青用の液晶表示装置１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂには、ＴＦＴを画素ごとに配列して液晶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。また、画素の開口部に集光して輝度を向上させるためのマイクロレンズが形成されている。各液晶表示装置１２１Ｒ，…の前後に設けられた偏向板１２７により、赤、緑、青用の液晶表示装置１２１Ｒ，…にそれぞれ表示された画像は、クロスダイクロイックプリズム１２８によって合成された後、投射レンズ１２９によりスクリーン（図示しない）に拡大投影される。

なお、本実施の形態で示した投射型液晶プロジェクタは、一例として液晶表示装置を透過型タイプで図に示しているが、光学系を含めてこの図に示した構成に限定するものではない。液晶表示装置は、光学系の構成を適時かえれば反射型タイプでもよい。また、本実施の形態で示した投射型液晶プロジェクタは、一例として３板式の液晶表示装置で図に示しているが、光学系を含めてこの図に示した構成に限定するものではない。液晶表示装置は、光学系の構成を適時換えれば単板方式でもよい。

本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を示す断面図である。 第１実施形態における発熱状態及びそれに伴う表示状態の説明図であり、図２（ａ）は実施例１の表示エリアにおける基板表面の温度分布を示し、図２（ｂ）は実施例１の表示エリアにおける暗表示の明るさレベルを示す。 第１実施形態における発熱状態及びそれに伴う表示状態の説明図であり、図３（ｃ）は実施例２の表示エリアにおける基板表面の温度分布を示し、図３（ｄ）は実施例２の表示エリアにおける暗表示の明るさレベルを示す。 第１実施形態において、各基板を組み合わせた場合の初期リタデーション値と暗表示の輝度むらレベルとを示す図表である。 本発明に係る液晶表示装置を構成する基板単体の初期リタデーションの測定結果と熱伝導率との関係を示すグラフである。 第１実施形態におけるリタデーションとコントラストとの関係を示した図であり、図６（ａ）は初期リタデーションが大きい場合、図６（ｂ）は初期リタデーションが小さい場合を示すグラフである。 本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置を構成する基板単体の初期リタデーションの測定結果と熱膨張係数との関係を示すグラフである。 本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を示す断面図である。 本発明に係る液晶プロジェクタの第１実施形態を示す構成図である。 従来の映像表示素子の概略構成を示す断面図である。

符号の説明

１、６１、８１、１０１、１２１、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ 液晶表示装置
２、６２、８２，１０２ ＴＦＴ基板
３ 対向基板
４、６４、８４、１０４ 液晶層
５ 放熱基板
６ 防塵基板
７、６７、８７、１０７ ホルダー
８、６８、８８、１０８ 入射光
９、６９、８９、１０９ 出射光
１０、７０、９０、１１０ 熱流
１１、７１、９１、１１１ 気流
６３、８３、１０３ 対向基板（放熱基板）
８２ シリコン基板
１２２ 光源
１２３ 偏向変換素子
１２４ ダイクロイックミラー
１２５ ミラー
１２６ 集光レンズ
１２７ 偏向板
１２８ クロスダイクロイックプリズム
１２９ 投射レンズ
１３０ リフレクタ
１５０ 映像表示素子
１５１ 表示画素
１５２ 対向基板
１５３ ＴＦＴ基板
１５４ 入射側透光性部材
１５５ 出射側透光性部材
１５７ 流路

Claims (12)

1. 複数の基板で液晶を挟持してなる液晶表示装置において、
   前記複数の基板の少なくとも一枚が立方晶系の結晶基板である、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記結晶基板が単結晶基板である、
   請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記結晶基板が多結晶ガラス基板である、
   請求項１記載の液晶表示装置。
4. 前記結晶基板がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）からなる、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記結晶基板の厚み方向に入射する光に対するリタデーションの面内分布の平均が０．４ｎｍ以下である、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記リタデーションの面内分布の平均が０．１ｎｍ以下である、
   請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の基板がアクティブマトリクス基板及び対向基板のみからなり、当該対向基板が当該アクティブマトリクス基板よりも高い熱伝導性を有する、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記アクティブマトリクス基板が無アルカリガラスからなり、前記対向基板がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）からなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との熱膨張係数の差が５×１０^-6／Ｋ以下である、
   請求項７記載の液晶表示装置。
9. 前記アクティブマトリクス基板がシリコンからなり、前記対向基板がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）からなり、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との熱膨張係数の差が６×１０^-6／Ｋ以下である、
   請求項７記載の液晶表示装置。
10. 前記複数の基板は、アクティブマトリクス基板及び対向基板を含む複数の絶縁性基板が積層されたものであり、前記絶縁性基板の少なくとも一つがその他の前記絶縁性基板よりも高い熱伝導性を有する、
    請求項１記載の液晶表示装置。
11. 投射型又は反射型の液晶プロジェクタに使用される、
    請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 単数又は複数の請求項１乃至１１のいずれかに記載の液晶表示装置と、光源と、この光源から出射した光を色分離して前記液晶表示装置へ供給する色分離手段と、前記液晶表示装置によって表示される画像を合成する色合成光学系と、この色合成光学系で合成された画像をスクリーン上に拡大投射する投射レンズと、
    を備えた液晶プロジェクタ。

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