JP7247797B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
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Description
(投射型表示装置の構成)
図1は、本発明を適用した投射型表示装置2100の概略構成図である。なお、図1には、偏光板や位相差板の図示を省略してある。
図2は、図1に示す液晶装置100の構成例を示す平面図である。図3は、図2に示す液晶装置100のH-H′断面図である。赤色用液晶装置100(R)、緑色用液晶装置100(G)、および青色用液晶装置100(B)はいずれも、基本的な構成が同一であるため、以下、液晶装置100として基本構成を説明する。図2および図3に示すように、液晶装置100は液晶パネル100pを有している。液晶装置100では、第1基板10(素子基板)と第2基板20(対向基板)とからなる一対の基板が所定の隙間を介してシール材19によって貼り合わされており、シール材19は、第2基板20の外縁に沿って枠状に設けられている。シール材19は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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、あるいはガラスビーズ等のギャップ材107が配合されている。液晶装置100において、第1基板10と第2基板20との間のうち、シール材19によって囲まれた領域内には液晶層50が設けられている。シール材19には、液晶注入口190として利用される途切れ部分が形成されており、液晶注入口190は、液晶材料の注入後、封止材108によって塞がれている。なお、液晶材料を滴下法で封入する場合は、液晶注入口190は形成されない。
図4は、図2に示す液晶装置100の画素等の具体的構成例を模式的に示す断面図である。図4に示すように、第1基板10の一方面10s側には、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる下層側の走査線3aが形成されている。本実施形態において、走査線3aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなる。走査線3aの上層側には、透光性の絶縁膜11が形成されており、かかる絶縁膜11の表面側に、半導体層30aを備えた画素スイッチング素子30が形成されている。本実施形態において、絶縁膜11はシリコン酸化膜等からなる。
液晶装置100において、液晶パネル100pのうち、照明光が入射する領域が、照明光を変調して出射する表示領域10pであり、遮光部材29(額縁部分29a)の内縁によって規定された領域である。本形態では、画素領域10rの全体が表示領域10pになっている。
図5は、図1に示す3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。図6は、図1に示す3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。図1に示す投射型表示装置2100において、液晶装置100の表示領域10pの液晶層50に照明光が照射されると、液晶の分解反応や重合反応が発生して液晶層に反応生成物が発生する。かかる反応生成物が表示領域10p内に凝集すると、反応生成物が凝集した領域では変調特性が低下する。ここで、赤色光(R)、緑色光(G)および青色光(B)のうち、最も波長が短い青色光(B)が入射する青色用液晶装置100(B)では、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて、光化学反応による反応生成物が発生しやすい。そこで、本形態では、以下の構成を有している。以下の説明においては、本発明における「第1液晶装置」は、緑色用液晶装置100(G)であり、本発明における「第2液晶装置」は、青色用液晶装置100(B)であり、赤色用液晶装置100(R)は「第3液晶装置」である。
このように構成した投射型表示装置2100において、液晶装置100の表示領域10pの液晶層50に照明光が照射される際、最も波長が短い青色光(B)が入射する青色用液晶装置100(B)では、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて、光化学反応による反応生成物が発生しやすい。この場合でも、図4に示すように、液晶装置100を駆動した際、実線L1および点線L2で示すように、液晶分子51の姿勢が切り換わることによって、液晶層50では流動が発生する。また、照明光の照射によって、液晶層50の温度が上昇した際の温度差によって、液晶層50では流動が発生する。また、液晶層50では、反応生成物の濃度差によって反応生成物の拡散が発生する。その結果、表示領域10pで発生した反応生成物は、シール材19の内側全体の液晶によって希釈される。その際、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2は、緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きいため、青色用液晶装置100(B)では、反応生成物の希釈度合が大きい。従って、青色用液晶装置100(B)において、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて反応生成物が多く発生した場合でも、表示領域10pでの反応生成物による表示への影響を赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)と同等にまで抑制することができる。それ故、投射型表示装置2100では、長期間にわたって品位の高い画像を表示することができる。
実施形態1において、凹部20uは、表示領域10pを囲むように延在している構造を採用したが、シール材19の長辺191、193のみに沿って延在している態様や、シール材19の短辺192、194のみに沿って延在している態様であってもよい。また、凹部20uが表示領域10pを囲むように延在している場合には、長辺191、193と短辺192、194との間で途切れている態様であってもよい。かかる態様によれば、共通電極21を表示領域10pから基板間導通材109による導通位置まで連続して延在させることが容易である。
図7は、本発明の実施形態2に係る投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。図8は、図7に示す3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。なお、本形態および後述する実施形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図9は、本発明の実施形態3に投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。本形態でも、実施形態1、2と同様、図1に示す投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100のうち、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きい。
図10は、本発明の実施形態4に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。本形態でも、実施形態1と同様、図1に示す投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100のうち、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きい。
図11は、本発明の実施形態5に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。本形態でも、実施形態1と同様、図1に示す投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100のうち、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きい。
図12は、本発明の実施形態6に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の平面構造の説明図である。本形態でも、実施形態1と同様、図1に示す投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100のうち、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きい。
図13は、本発明の実施形態7に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。本形態でも、実施形態1と同様、図1に示す投射型表示装置2100に用いた3つの液晶装置100のうち、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きい。
図14は、本発明の実施形態7の変形例1に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。本形態では、実施形態7と同様、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pには、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する柱状スペーサー18が形成されている。本形態では、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10p、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pにも柱状スペーサー18が形成されているが、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pでは、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pより柱状スペーサー18の配置密度が低い。従って、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2は、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。従って、実施形態7と同様、青色用液晶装置100(B)において、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて反応生成物が多く発生した場合でも、表示領域10pでの反応生成物による表示への影響を赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)と同等にまで抑制することができる等、実施形態1と同様な効果を奏する。
図15は、本発明の実施形態7の変形例2に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。本形態では、実施形態7と同様、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pには、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する柱状スペーサー18が形成されている。本形態では、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10p、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pにも、単位面積当たり、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pと同数の柱状スペーサー18が形成されている。但し、青色用液晶装置100(B)に形成された柱状スペーサー18は、青色用液晶装置100(B)に形成された柱状スペーサー18より太い。従って、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2は、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。従って、実施形態7と同様、青色用液晶装置100(B)において、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて反応生成物が多く発生した場合でも、表示領域10pでの反応生成物による表示への影響を赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)と同等にまで抑制することができる等、実施形態1と同様な効果を奏する。
図16は、本発明の実施形態8に係る投射型表示装置2100の説明図であり、3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。上記した各実施形態の特徴部分を組み合わせて、第2液晶装置(青色用液晶装置100(B))の液晶容積比V1/V2が、第1液晶装置(緑色用液晶装置100(G))の液晶容積比V1/V2、および第3液晶装置(赤色用液晶装置100(R))の液晶容積比V1/V2より大きくしてもよい。
上記実施形態では、青色用液晶装置100(B)を「第2液晶装置」とし、緑色用液晶装置100(G)を「第1液晶装置」としたため、液晶容積比V1/V2が以下の関係になっている。
100(B)>100(G)≧100(R)
100(B)≧100(G)>100(R)
100(B)>100(G)≧100(R)
Claims (10)
- 互いに異なる波長の光が入射する複数の液晶装置と、
前記複数の液晶装置から出射された光を合成して出射する投射光学系と、
を備え、
前記複数の液晶装置におけるシール材の内側の液晶の容積をV1とし、表示領域の液晶の容積V2としたとき、前記複数の液晶装置のうち、第1液晶装置よりも短波長の光が入射する第2液晶装置の液晶容積比V1/V2が、前記第1液晶装置の液晶容積比V1/V2よりも大きく、
前記第2液晶装置の前記表示領域と前記シール材との間隔は、前記第1液晶装置の前記表示領域と前記シール材との間隔よりも大きいことを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1に記載の投射型表示装置において、
前記複数の液晶装置は各々、前記表示領域を区画する遮光部材を備えることを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1または2に記載の投射型表示装置において、
前記複数の液晶装置の各々の表示領域における液晶層の厚みが等しいことを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1に記載の投射型表示装置において、
前記第2液晶装置の外形寸法は、前記第1液晶装置の外形寸法よりも大きいことを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1から4までの何れか一項に記載の投射型表示装置において、
前記複数の液晶装置は各々、第1方向に沿って延在する第1辺と、前記第1方向と交差する第2方向に沿って延在し、前記第1辺よりも短い第2辺とを有し、
前記第2液晶装置の前記第2方向における前記表示領域と前記シール材との間隔は、前記第1液晶装置の前記第2方向における前記表示領域と前記シール材との間隔より広いことを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の投射型表示装置において、
前記第2液晶装置の前記シール材は、前記第1液晶装置の前記シール材より幅が狭いことを特徴とする投射型表示装置。 - 請求項1から6までの何れか一項に記載の投射型表示装置において、
前記第2液晶装置の前記表示領域の面積は、前記第1液晶装置の前記表示領域の面積よりも狭いことを特徴とする投射型表示装置。 - 互いに異なる波長の光が入射する複数の液晶装置と、
前記複数の液晶装置から出射された光を合成して出射する投射光学系と、
を備え、
前記複数の液晶装置におけるシール材の内側の液晶の容積をV1とし、表示領域の液晶の容積V2としたとき、前記複数の液晶装置のうち、第1液晶装置よりも短波長の光が入射する第2液晶装置の液晶容積比V1/V2が、前記第1液晶装置の液晶容積比V1/V2よりも大きく、
前記第2液晶装置の前記表示領域には柱状スペーサーが設けられており、前記第1液晶装置の前記表示領域には柱状スペーサーが設けられていないことを特徴とする投射型表示装置。 - 互いに異なる波長の光が入射する複数の液晶装置と、
前記複数の液晶装置から出射された光を合成して出射する投射光学系と、
を備え、
前記複数の液晶装置におけるシール材の内側の液晶の容積をV1とし、表示領域の液晶の容積V2としたとき、前記複数の液晶装置のうち、第1液晶装置よりも短波長の光が入射する第2液晶装置の液晶容積比V1/V2が、前記第1液晶装置の液晶容積比V1/V2よりも大きく、
前記第1液晶装置の前記表示領域、および前記第2液晶装置の前記表示領域には柱状スペーサーが設けられており、
前記第2液晶装置における前記柱状スペーサーの配置密度は、前記第1液晶装置における前記柱状スペーサーの配置密度よりも大きいことを特徴とする投射型表示装置。 - 互いに異なる波長の光が入射する複数の液晶装置と、
前記複数の液晶装置から出射された光を合成して出射する投射光学系と、
を備え、
前記複数の液晶装置におけるシール材の内側の液晶の容積をV1とし、表示領域の液晶の容積V2としたとき、前記複数の液晶装置のうち、第1液晶装置よりも短波長の光が入射する第2液晶装置の液晶容積比V1/V2が、前記第1液晶装置の液晶容積比V1/V2よりも大きく、
前記第1液晶装置の前記表示領域、および前記第2液晶装置の前記表示領域には柱状スペーサーが設けられており、
前記第2液晶装置における前記柱状スペーサーは、前記第1液晶装置における前記柱状スペーサーよりもサイズが大きいことを特徴とする投射型表示装置。
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