专利名称：Lcd器件和lcd投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及LCD(液晶显示)器件和包括LCD器件的LCD投影仪。
背景技术：
LCD投影仪包括光源，以及用作光阀以控制由光源发射的光进行透射的LCD器件。LCD投影仪通过LCD器件将光透射到屏幕上，形成放大的图像。LCD器件具有LC层，以及一对偏振轴相互垂直的偏振片。LC层控制着入射光的偏振方向，使用于显示图像的光透过偏振片。
LC层控制着透射光的偏振方向，该层被夹在TFT(薄膜晶体管)衬底和反向衬底之间。TFT衬底包括透明衬底，其上放置有TFT阵列；像素电极，每一个像素电极对应于一个TFT；以及驱动电路，用于驱动TFT阵列。反向衬底包括透明衬底，其上放置有反向电极。TFT衬底和反向衬底之间夹有LC层，这样，有各个电极形成于其上的TFT衬底表面和反向衬底表面彼此相对。
TFT衬底和反向衬底的厚度很小，约为0.5～1.2mm。这样，甚至TFT衬底和反向衬底的外表面(也就是远离LC层的各侧)也位于LC层的附近，其中透射光聚焦到LC层上。如有可能，这会在被作为图像投影到屏幕上的衬底外表面上引起损害或者落上灰尘，从而使LCD投影仪的图像质量恶化。为了防止图像恶化，在各个衬底上邦定(bond)了一对防尘镜片(或防尘衬底)。防尘镜片的厚度约为0.5～1.2mm，以防止灰尘的损害或粘附的发生。防尘镜片的这个厚度能够使防尘镜片上的损害或灰尘远离LC层，从而抑制了损害或灰尘对图像质量的影响。
考虑到室内比较明亮，现代的LCD投影仪需要有较高的流明，这样才能看到所投影的图像。这需要LCD投影仪的光源具有较高的流明。一般地，LCD器件由于其吸收性而被入射光所加热，其中入射光的较高亮度会引起较高的温度上升。如果在LCD器件的中心区和边缘区之间产生较大的温差，则在组成LCD器件的TFT衬底、反向衬底或防尘衬底内部就会有压力产生。这种压力会使衬底材料的双折射产生延迟，其中在施加了压力的衬底部分透射的光具有相位偏移。延迟如果产生的话，会使部分偏振光在显示黑色时穿过偏振片，从而生成了“未预期光通”现象。未预期光通现象减少了投射到屏幕上的图像对比度，从而恶化了LCD投影仪的图像质量。
与此同时，现有的LCD器件包括由具有较高耐温性能的石英玻璃制成的TFT衬底，因为通过使用高温多晶硅技术将TFT形成于透明TFT衬底上。石英衬底的热胀系数(CTE)较低，为0.56×10-6/K，因此由于温度上升而引起的延迟较小。不过，用于石英玻璃的材料极其昂贵，并且其片尺寸较小，这意味着由单片石英玻璃可以获得的TFT衬底数量较少。例如，考虑到1英寸的LCD器件是从6英寸的晶片制造而得的，则从中可获得的1英寸LCD器件的个数最多仅为19个。因此增加了LCD器件的成本。
考虑到上述情况，低温多晶硅技术日益被用于制造LCD器件，其中TFT是在较低的温度下形成的。这意味着诸如非碱性玻璃等廉价玻璃也可用于TFT衬底。不过，廉价玻璃一般具有较高的CTE，因此显示因双折射而引起的延迟较大。
专利公开申请JP-A-2001-042279中讲述了一种用于抑制通过使用具有较低CTE的衬底而引起的延迟的技术。图10示出了该公开中所讲述的LCD器件，它包括LC层104、TFT衬底102和反向衬底103，其中LC层104夹在后两者之间，并且防尘衬底105和106分别被粘附在TFT衬底101和反向衬底102的外表面上。在LCD投影仪中，偏振片的位置远离LCD器件，因此在该图中没有描绘出来。反向衬底103上放置有反向电极和显微镜头，用于聚焦入射光。在这种结构中，TFT衬底102、反向衬底103以及防尘衬底105和106中的每一个是由具有较低CTE的玻璃制成的，其中CTE的绝对值为1×10-6/K或更低。
专利公开申请JP-A-9-113906中讲述了另一种用于抑制延迟的技术。图11示出了该专利公开申请中所讲述的LCD器件，它包括LC层114、TFT衬底112和反向衬底113，其中LC层114夹在后两者之间，并且热辐射衬底115和116粘附于TFT衬底112和反向衬底113的外表面上。热辐射衬底115和116的每一个是由石英玻璃或热传导系数(CTC)不低于1W/m·K的耐热玻璃制成的。热辐射衬底115和116还用作防尘衬底。热辐射衬底115和116帮助或加速热辐射，以减少LCD器件111的中心区域和外围区域之间的温度差，从而抑制了延迟。
专利公开申请JP-A-11-149071中讲述了一种通过使用具有光弹性系数的补偿衬底来抑制延迟的技术，该系数的符号与TFT衬底和反向衬底的系数符号相反。图12示出了这里讲述的LCD器件，它包括LC层124，将LC层124夹在中间的TFT衬底122和反向衬底123，以及分别粘附于TFT衬底122和反向衬底123的外表面上的补偿衬底125和显微镜头衬底126。显微镜头衬底126的上面有显微镜头，用于聚焦入射光。在专利公开申请中讲述了TFT衬底122、反向衬底123和显微镜头衬底126中的每一个都是由具有正的光弹性系数的玻璃制成的，而补偿衬底125则是由具有负的光弹性系数的丙烯酸树脂制成的。
在JP-A-11-149071中讲述的LCD器件的配置中，一旦产生温差，则透射穿过具有负的光弹性系数的补偿衬底125的光所具有的相位偏移与通过TFT衬底125和反向衬底123所引起的相位偏移相反。也就是说，补偿衬底125抵消了通过TFT衬底122和反向衬底123所引起的延迟。
在JP-A-2001-042279中讲述的LCD器件101中，所有衬底都具有不高于1×10-6/K的较低CTE，以用于抑制压力。由于昂贵的衬底材料，使得LCD器件的成本较高。另外，甚至低CTE的玻璃也不能有效减小延迟，况且在各个衬底中均存在一些延迟。衬底的数目越多，则累计延迟越大，从而使得图像质量因未预期光通而发生退化。尤其是对于具有3000 ANSI流明的高流明LCD投影仪而言，图像质量的退化更为明显。
在JP-A-9-113906中讲述的LCD器件111中，通过使用廉价玻璃来制造TFT衬底，可以获得低成本的LCD器件。不过，对于具有较高CTE的玻璃的情况，石英玻璃或用作热辐射衬底的耐热玻璃的热辐射系数是不充分的，这些系数不能有效抑制由延迟而引起的未预期光通。尤其是对于具有3000 ANSI流明的高流明LCD投影仪而言，图像质量的退化更为明显。
在JP-A-11-149071中讲述的LCD器件121中，具有负的光弹性系数的材料是有限的，因此衬底材料的设计选择很有限。这不利于减小衬底材料成本和提供较低成本的LCD器件。
发明内容
考虑到现有技术中存在上述问题，本发明的目标是提出一种LCD器件，它能够具有较低的制造成本，在衬底材料方面具有较宽的设计选择，并且能够使LCD投影仪保持较高的图像质量，甚至在LCD投影仪中入射高流明的光以取得3000 ANSI流明以上的图像显示的情况下。
本发明还提出了包括这种LCD器件的LCD投影仪。
本发明提出了一种液晶显示(LCD)器件，包括TFT衬底，它包括透明衬底，其上放置有薄膜晶体管；反向衬底，与所述的TFT衬底相对，液晶(LC)层夹在所述TFT衬底和所述反向衬底之间；以及补偿衬底，邻接于所述TFT衬底和所述反向衬底之一的远离所述LC层的表面，其中所述补偿衬底的CTE的符号与所述透明衬底的CTE的符号相反。
本发明还提出了包括本发明的LCD器件的LCD投影仪。
根据本发明的LCD器件，由于补偿衬底的CTE的符号与透明衬底的CTE的符号相反，因此通过透射光而引起的LCD器件的温度上升会在补偿衬底和透明衬底上产生相反的压力，也就是张应力和耐压力。这样，透射穿过补偿衬底的光所具有的相位偏移与透射穿过透明衬底的光的相位偏移相反，从而抵消了通过透明衬底而引起的延迟。
这样，在本发明的LCD器件中没有积累延迟，这防止了未预期光通，并且可以获得优良的对比度，从而可以获得优良的图像质量。即使不低于3000 ANSI流明的高流明图像也能够得到显示，穿过补偿衬底的光具有较大的相位偏移，以抵消由穿过透明衬底的光所引起的较大相位偏移，从而有效地抵消了较大的延迟。
另外，由于在市场上具有相反符号CTE的衬底材料的组合是相对较丰富的，因此用于衬底材料的设计选择比较宽。在衬底中产生的延迟是由衬底的光弹性系数、衬底中的压力大小和衬底的厚度三者之积来决定的，其中衬底中的压力大小与衬底的CTE成正比。因此，将具有相反符号CTE的衬底结合起来在优选情况下应该具有相同符号的光弹性系数，因为光弹性系数的相反符号增加了延迟。
可以通过反向衬底本身来实施补偿衬底，例如，通过使用负CTE的玻璃来制造反向衬底。
通过下面的讲述并参考附图，本发明的上述和其他目标、特征和优点将更为明显。
图1为根据本发明第一实施例的LCD器件的侧视图。
图2A为图1的LCD器件的示意性俯视平面图，示出了在LCD投影仪中使用该器件时的温度分布，并且图2B为一图形，示出了图2A的温度分布状况。
图3为根据本发明第二实施例的LCD器件的侧视图。
图4为根据本发明第三实施例的LCD器件的侧视图。
图5为根据本发明第四实施例的LCD器件的侧视图。
图6为根据本发明第五实施例的LCD器件的侧视图。
图7为根据本发明第六实施例的LCD器件的侧视图。
图8为根据本发明第七实施例的LCD器件的侧视图。
图9为根据本发明第八实施例的LCD器件的侧视图。
图10为专利公开申请中所讲述的现有LCD器件的侧视图。
图11为另一个专利公开申请中所讲述的现有LCD器件的侧视图。
图12为再另一个专利公开申请中所讲述的现有LCD器件的侧视图。
图13为一图形，示出了根据本发明的LCD器件中黑色流明级别的变化范围与|∑(tj×kj)|之间的关系。
图14为一图形，示出了根据本发明的另一个LCD器件中黑色流明级别的变化范围与|∑(tj×kj)|之间的关系。
具体实施例方式
下面参考附图来更加详细地讲述本发明。
参考图1，根据本发明第一实施例的LCD器件，一般用标号11来表示，它包括其上放置有TFT、驱动电路和像素电极的透明TFT衬底12，其上放置有反向电极的透明反向衬底13，加在TFT衬底12和反向衬底13之间的LC层14，以及粘附于相应的衬底12或13上的一对补偿衬底15和16。TFT衬底12和反向衬底13的放置位置使得衬底表面上放置的电极层分别相对。
通过使用软性粘合剂，将每一个补偿衬底15或16邦定到TFT衬底12和反向衬底13中相对应的一个的远离LC层14的外表面，形成完整的部件。更为确切地说，补偿衬底15被邦定到TFT衬底的有光出射的一侧，形成一个完整的部件，而补偿衬底16被邦定到反向衬底13的有光入射的一侧，形成一个完整的部件。这里使用的粘合剂是渗透因子为大约80的凝胶类型。凝胶类型粘合剂减轻了在被邦定的衬底之间所施加的压力，从而防止了LCD器件的弯折等，保持了图像的质量。粘合剂的渗透因子在优选情况下为60至100之间。
图1的LCD器件的制造如下。首先，TFT衬底12和反向衬底13被邦定在一起，其中夹着LC层14，从而获得了基板。然后滴加粘合剂，应用于基板的反向衬底13的有光入射的一侧，接着在其上放置补偿衬底16，在真空炉中将补偿衬底16放置在基板上一个小时，并且将得到的平板引入到净化炉中，以凝固粘合剂。这样，就得到了图1的LCD器件。需要注意的是，粘合剂可以在真空炉中凝固。
通过在真空炉中执行邦定处理，在邦定的衬底中没有留下气泡，从而在没有专家技能的情况下也能够取得优良的图像质量。
在根据本实施例的具有LCD器件11的LCD投影仪中，偏振光在补偿衬底16一侧进入了LCD器件，并且以补偿衬底16、反向补偿衬底13、LC层14、TFT衬底12和补偿衬底15这一顺序穿过LCD器件。
在本实施例中，每一个TFT衬底12和反向衬底13都是由CTE值为+3.8×10-6/K的0.7mm厚的非碱性玻璃制成的。该非碱性玻璃一般用作为制造LCD器件的标准廉价玻璃，通过使用低温多晶硅处理，在这种玻璃上形成高性能的TFT。
本实施例的LCD器件可以由尺寸大小为360×460mm的玻璃板制得，通过在它上面进行合理布局以减少LCD器件的成本，可以获得大量的LCD器件。只要这种玻璃板的厚度为1.1mm厚或以下，就可以以较低的成本获得这种玻璃板。每一个补偿衬底15或16是由负CTE的玻璃制成的，其CTE值为-2.0×10-6/K，并且厚度为1.1mm。在本文中所给出的玻璃材料细节在本实施例和下面的其他实施例中用于举例目的。
在将本实施例的LCD器件安装在高流明的LCD投影仪中之后，LCD器件吸收来自光源的光，从而被加热。在被加热的状态下，LCD器件的温度分布为，在LCD器件的中心区域21处具有较高的温度，并且在它的边缘区域22处具有较低的温度，如图2A和2B所示。在该例子中，温差ΔT约为15摄氏度。在这一温度分布中，在LCD器件的衬底之间基本上不存在温差，因为TFT衬底12、反向衬底13、以及补偿衬底15和16已经形成一个整体部件。
中心区域和边缘区域之间的温差ΔT在每一个衬底中产生有压力，从而使每一个衬底的双折射的传输光产生延迟。JP-A-2001-042279和JP-A-9-113906中所述的LCD器件在将图像投影到屏幕上时，受到部分未预期的光通。在相对于偏振轴的最大角度区域中，未预期的光通尤其大，位于屏幕上的图像具有较低的对比度和较大的黑色流明级别变化范围，从而使图像质量退化。这里使用的术语“黑色流明”意思是当显示黑颜色时屏幕的流明大小。
在本实施例中，分别位于TFT衬底12和反向衬底13的外表面的补偿衬底15和16的CTE值的符号与TFT衬底12和反向衬底13的CTE值的符号相反。这样通过用于对延迟实现光学补偿的相反相位偏移，补偿衬底15和16抵消了分别由TFT衬底12和反向衬底13所引起的相位偏移。
所产生的延迟大小根据压力，也就是CTE和透明衬底的厚度而改变。较大压力、较大CTE或较大厚度增加了延迟。因此，在图像显示期间，为了在对比度没有退化的情况下获得优良的图像质量，所定的CTE和衬底厚度使得TFT衬底12、反向衬底13、以及补偿衬底15和16之间具有优良的补偿关系。为此目的，有充分的理由需要挑选一个确定的值或以下，以用于对组成LCD器件的每一个衬底的CTE和厚度的积求总和。换句话说，由各衬底所生成的延迟总和应该为规定的值或以下。
如果屏幕上黑色流明级别的变化范围估计在0.1或以下，则可以在对比度没有减少的情况下被基本上评估为合适的显示性能。这里使用的“黑色流明级别”，是在通过使用例如没有施加电压的LCD器件来在屏幕上显示黑色时，通过测量屏幕上处于屏幕特定点的流明(第一流明)，以及在将光源通过其上没有图形的参考玻璃照射到屏幕上时，通过测量每一个特定点而获得的第二流明来对所测量的第一流明进行归一化而得到。在屏幕上对包括屏幕中心、四角以及中心和屏幕四角之间的中点等共九个位置处进行了黑色流明级别测定。黑色流明级别的变化范围由计算通过这种方法获得的九个归一化流明的最大值和最小值之差而得到。
图13示出了黑色流明级别的变化范围与各个衬底的积之总和|∑(tj×kj)|之间的关系，其中衬底的每一个积是通过将衬底的CTE(kj×10-6/K)乘以它的厚度(tjmm)而得到。
如图13所示的结果是通过从包括TFT衬底和反向衬底在内的本实施例的LCD器件而获得的，其中这两个衬底都是由用于典型LCD器件的标准玻璃而制得的，并且补偿衬底15和16补偿了延迟。从图13可以看出，假设衬底的个数是“n”，并且第j个衬底(j＝1，2，...，n)的厚度和CTE分别为tjmm和kj×10-6/K，则在满足下述关系式的情况下可以获得合适的显示性能|t1·k1+t2·k2+...+tn·kn|＝|∑tj×kj|≤10 (1)在本实施例中，n＝4并且公式(1)的左侧的值为0.92，从而满足关系式(1)。在图13的图形中，黑色流明级别的变化范围是0.08，从而在没有未预期的光通的情况下获得了优良的图像质量。
如上所述的本发明实施例，当使用廉价非碱性玻璃来作为TFT衬底的材料时，补偿衬底15和16补偿在LCD器件中所产生的延迟，以便获得优良的图像质量。用于TFT衬底的玻璃并不局限于非碱性玻璃，并且可以是其他廉价玻璃。
用于补偿衬底的玻璃可以由其他玻璃来代替，只要由其他玻璃所制造的补偿衬底满足关系式(1)。补偿衬底的个数并不局限于所举的个数(2个)。例如，在TFT衬底或反向衬底上可以有单个补偿衬底，只要单个补偿衬底具有足够的厚度以满足关系式(1)。
需要指出的是，如果反向衬底的CTE的符号与TFT衬底的CTE的符号相反，则反向衬底具有补偿延迟而不是补偿衬底的功能。
图3示出了根据本发明第二实施例的LCD器件，它一般由标号31所示。本实施例的LCD器件31类似于第一实施例的LCD器件，除了将热辐射衬底36粘附于本实施例中的反向衬底33的有光入射的一侧，而不是第一实施例的补偿衬底16。
每一个TFT衬底32和反向衬底33是由CTE为+3.8×10-6/K和厚度为0.7mm的非碱性玻璃制成的。厚度不超过1.1mm的非碱性玻璃可以以较低的成本而获得。粘附于TFT衬底32的有光出射的一侧上的补偿衬底35是由负的CTE玻璃制成的，CTE的值为-2.0×10-6/K，并且厚度为1.1mm。热辐射衬底36是由高热导率的玻璃制成的，CTC的值为14W/m·K并且厚度为1.1mm。用于热辐射衬底的玻璃在最优情况下的CTC值应该在10W/m·K或以上。
本实施例的具有LCD器件31的LCD投影仪在其中心区域和边缘区域之间具有约5摄氏度的较低温差ΔT。热辐射衬底36抑制了温差ΔT，允许对衬底材料有满足关系式(1)的更为广泛的设计选择。
图14示出了黑色流明变化范围与各个衬底的积之总和|∑(tj×kj)|之间的关系，其中后者是通过使用本实施例来进行测试而得到的，类似于图13。在该实施例中，TFT衬底和反向衬底是由用于典型LCD器件的标准玻璃制成的。在补偿衬底和热辐射衬底中包括有LCD器件。
从图14中可以看出，假设衬底的个数是“n”，并且第j个衬底(j＝1，2，...，n)的厚度和CTE分别为tjmm和kj×10-6/K，则在包括热辐射衬底36的本实施例满足下述关系式的情况下可以获得合适的显示性能|t1·k1+t2·k2+...+tn·kn|＝|∑tj×kj|≤24(2)在本实施例中，n＝4并且公式(2)的左侧的值为11.92，从而满足关系式(2)。在图14的图形中，黑色流明级别的变化范围是0.07，从而在没有未预期的光通的情况下获得了优良的图像质量。
如上所述的本发明实施例，热辐射衬底36抑制了LCD器件的温度上升，即使将具有较高亮度的光入射到LCD器件上。用于TFT衬底和反向衬底的玻璃并不局限于非碱性玻璃，并且可以是其他廉价玻璃。
用于补偿衬底的玻璃可以由其他玻璃来代替，只要由其他玻璃所制造的补偿衬底满足关系式(2)。在本实施例中，在TFT衬底和反向衬底上可以分别有补偿衬底和热辐射衬底，然而，只要补偿衬底或热辐射衬底具有足够的厚度以满足关系式(2)，补偿衬底和热辐射衬底之一是足够的。
需要指出的是，如果反向衬底例如具有补偿延迟或辐射热量的功能，则不需要有补偿衬底和/或热辐射衬底就可以取得本发明的优势。
图4示出了根据本发明第三实施例的LCD器件，它一般由标号41所示。本实施例的LCD器件类似于第二实施例，除了将补偿衬底46和热辐射衬底45在第二实施例中的位置颠倒过来。
每一个TFT衬底42和反向衬底43是由CTE为+3.8×10-6/K和厚度为0.7mm的非碱性玻璃制成的。补偿衬底46是由1.1mm厚的负CTE玻璃制成的，其CTE值为-2.0×10-6/K，而热辐射衬底45是由1.1mm厚的高热导率玻璃制成的，其CTE值为8.0×10-6/K，并且热导率为14W/m·K。
在本实施例的具有LCD器件的LCD投影仪中，已经证实在LCD器件的中心区域和边缘区域之间具有约5摄氏度的温差ΔT。本实施例中的热辐射衬底45类似于第二实施例，它与第一实施例相比，将温差ΔT抑制到了较低的温度。另外，黑色流明级别的变化范围是0.07，基本上在没有未预期的光通的情况下取得了满意的图像质量。
在本实施例中，热辐射衬底45抑制了温度上升，甚至在所传输的光具有较高亮度的情况下，从而取得了良好的图像质量。用于TFT衬底42和反向衬底43的玻璃并不局限于非碱性玻璃。用于补偿衬底46和热辐射衬底45的玻璃仅是作为例子，并且可以由其他玻璃来代替，只要其他玻璃的CTE和厚度满足关系式(2)。尽管补偿衬底46和热辐射衬底45分别位于TFT衬底42和反向衬底43上，但补偿衬底46和热辐射衬底45可以都位于TFT衬底42和反向衬底43之一上。另外，如果反向衬底43具有延迟补偿功能或热辐射功能，则为了取得本发明的优势，可以忽略专用的补偿衬底46或热辐射衬底45。
图5示出了根据本发明第四实施例的LCD器件，它一般由标号51所示。本实施例的LCD器件51类似于第二实施例，除了本实施例的LCD器件51与第二实施例相比具有较小的厚度用于TFT衬底52和反向衬底53，以及较大的厚度用于热辐射衬底56和补偿衬底55。
每一个TFT衬底52和反向衬底53是由CTE为+3.8×10-6/K和厚度为0.5mm的非碱性玻璃制成的。CTE值为-2.0×10-6/K并且厚度为2.0mm的负CTE玻璃用于补偿衬底55，而厚度为2.0mm、CTE为8.0×10-6/K和CTC为14W/m·K的高热导率玻璃则用于热辐射衬底56。
本实施例的具有LCD器件的LCD投影仪在其中心区域和边缘区域之间具有约3摄氏度的温差ΔT。本实施例中的热辐射衬底56抑制了温差ΔT。黑色流明级别的变化范围低到0.06，从而获得了优良的图像质量。
较小厚度的TFT衬底52和反向衬底53，以及较大厚度的热辐射衬底56和补偿衬底55能够实现有效的延迟补偿功能和热辐射功能，从而进一步提高了LCD器件的图像质量。对于其他实施例也是这样，玻璃并不局限于上面所述的玻璃，并且补偿衬底和热辐射衬底的分布并不局限于上述分布。
图6示出了根据本发明第五实施例的LCD器件，它一般由标号61所示。本实施例的LCD器件61类似于第四实施例，除了在本实施中提供的每一个TFT衬底62和反向衬底63既带有补偿衬底65或66，还带有热辐射衬底67或68，它们通过粘合剂依此顺序粘合到相应衬底62或63上。
类似于第一实施例，每一个TFT衬底62和反向衬底63是由CTE为+3.8×10-6/K和厚度为0.7mm的非碱性玻璃制成的。CTE值为-2.0×10-6/K并且厚度为1.1mm的负CTE玻璃用于补偿衬底65和66，而厚度为1.1mm、CTE为8.0×10-6/K和CTC为14W/m·K的高热导率玻璃则用于热辐射衬底67和68。
本实施例的具有LCD器件的LCD投影仪在其中心区域和边缘区域之间具有约4摄氏度的温差ΔT。
图7示出了根据本发明第六实施例的LCD器件，它一般由标号71所示。本实施例的LCD器件71类似于第五实施例，除了在本实施例中提供有补偿反向衬底73，而不是在第五实施例中的反向衬底63和补偿衬底65、66之外。
补偿反向衬底73具有补偿延迟的功能。在用于反向衬底的玻璃衬底中具有较高的选择性，因为反向衬底的处理条件与TFT衬底相比并不苛刻。CTE值为-2.0×10-6/K并且厚度为1.1mm的负CTE玻璃用于补偿反向衬底73，而厚度为0.7mm、CTE为+3.8×10-6/K的非碱性玻璃用于TFT衬底72。厚度为0.7mm、CTE为8.0×10-6/K和CTC为14W/m·K的高热导率玻璃则用于热辐射衬底75和76。
本实施例的具有LCD器件的LCD投影仪在其中心区域和边缘区域之间具有约5摄氏度的温差ΔT。本实施例中的黑色流明级别的变化范围低到0.06。
图8示出了根据本发明第七实施例的LCD器件，它一般由标号81所示。本实施例的LCD器件81类似于第五实施例，除了在本实施例中提供有反向衬底83而不是在第五实施例中的反向衬底63和热辐射衬底66、67以外。
热辐射反向衬底83具有有效地辐射LCD器件的热量的功能。在用于反向衬底的玻璃衬底中具有较高的选择性，因为反向衬底的处理条件与TFT衬底相比并不苛刻。厚度为0.7mm、CTE值为+8.0×10-6/K并且CTC值为14W/m·K的高热导率玻璃用于热辐射反向衬底83，而厚度为0.7mm、CTE为+3.8×10-6/K的非碱性玻璃用于TFT衬底82。厚度为0.7mm并且CTE为-2.0×10-6/K的负CTE玻璃则用于补偿衬底85和86。
本实施例的具有LCD器件的LCD投影仪在其中心区域和边缘区域之间具有约6摄氏度的温差ΔT。本实施例中的黑色流明级别的变化范围低到0.07。
在本实施例中，用于TFT衬底82的非碱性玻璃可以由其他玻璃来代替。类似的，用于补偿衬底85和86的玻璃可以由其他玻璃来代替，只要其他玻璃的CTE和厚度满足关系式(2)。另外，在TFT衬底82和热辐射反向衬底83之一上可以有单个补偿衬底。热辐射反向衬底83可以有延迟补偿功能，而不是提供专用的补偿衬底85和86。
图9示出了根据本发明第八实施例的LCD投影仪，它一般由标号910所示。LCD投影仪910包括光源，它具有灯泡911、反射镜912和光转换集成器913；分色光学系统，它具有分色镜914和反射镜916，用于将来自光源的白光分成三原色光，即红色、绿色和蓝色，三个LCD器件91R、91G和91B分别用于红色、绿色和蓝色；彩色光合成系统919，用于将三原色结合起来；以及投影透镜920，用于将结合起来的光放大投影到屏幕上。
每一个LCD器件91R、91G或91B都具有如第一至第七实施例之一所述的配置。每一个LCD器件91R、91G或91B在其有光入射的一侧还具有显微镜头，用于会聚入射光，以增加流明。需要指出的是，对每一个LCD器件91R、91G或91B，都放置有一对偏振板，尽管图9为了简单起见，没有具体示出偏振板。
每一个LCD器件91R、91G或91B的TFT都是根据用于有源矩阵驱动结构中的像素的信号来驱动的。每一个分色光学系统914至916和彩色光合成系统919可以包括二色镜或二色棱镜。
LCD投影仪910会聚灯泡911所发射的光，使会聚后的光穿过光转换集成器913，通过使用两个二色镜914将所穿过的光分成各个原色的光通量。这样被分开的红色光通量、绿色光通量和蓝色光通量分别入射到红、绿、蓝色LCD器件91R、91G和91B。分别穿过LCD器件91R、91G和91B的光(或图像)通过二色棱镜919被合成，并且在放大之后被投影到屏幕上。
由于所讲的上述实施例仅仅是作为例子，本发明并不局限于上述实施例，本领域的一般技术人员可以对它进行各种修正或变更，只要不偏离本发明的范围。例如，反向衬底不必为透明(洁净而无色的)衬底。
权利要求
1.一种液晶显示(LCD)器件，包括TFT衬底，包括透明衬底，其上放置有薄膜晶体管；反向衬底，与所述的TFT衬底相对，夹在所述TFT衬底和所述反向衬底之间的液晶(LC)层；以及补偿衬底，邻接于所述TFT衬底和所述反向衬底之一的远离所述LC层的表面，其中所述补偿衬底的热胀系数(CTE)的符号与所述透明衬底的CTE的符号相反。
2.如权利要求1所述的LCD器件，其中所述透明衬底的所述CTE不小于+1.0×10-6/K。
3.如权利要求1所述的LCD器件，其中所述补偿衬底和所述透明衬底被邦定在一起，形成完整的元件。
4.如权利要求1所述的LCD器件，其中满足下述关系|t1·k1+t2·k2+…+tn·kn|≤10其中n为所述LCD器件中所包括的衬底的个数，tj和kj分别为在所述n个衬底中的第j个衬底的厚度和CTE(j＝1，2，...，n)。
5.如权利要求1所述的LCD器件，进一步包括位于远离所述LC层的所述补偿衬底表面附近的热辐射衬底。
6.如权利要求5所述的LCD器件，其中所述热辐射衬底和所述补偿衬底被邦定在一起，形成完整的元件。
7.如权利要求5所述的LCD器件，其中满足下述关系|t1·k1+t2·k2+…+tn·kn|≤24其中n为所述LCD器件中所包括的衬底的个数，tj和kj分别为在所述n个衬底中的第j个衬底的厚度和CTE(j＝1，2，...，n)。
8.如权利要求1所述的LCD器件，进一步包括位于远离所述LC层的另一个所述TFT衬底和所述反向衬底表面附近的热辐射衬底。
9.如权利要求8所述的LCD器件，其中所述热辐射衬底与所述另一个所述TFT衬底和所述反向衬底被邦定在一起，形成完整的元件。
10.如权利要求8所述的LCD器件，其中满足下述关系|t1·k1+t2·k2+…+tn·kn|≤24其中n为所述LCD器件中所包括的衬底的个数，tj和kj分别为在所述n个衬底中的第j个衬底的厚度和CTE(j＝1，2，...，n)。
11.如权利要求1所述的LCD器件，其中所述透明衬底的厚度为1.1mm或以下。
12.如权利要求1所述的LCD器件，其中用凝胶型粘合剂将所述补偿衬底粘附于另一个衬底上。
13.如权利要求12所述的LCD器件，其中所述凝胶型粘合剂包括基于硅的材料。
14.如权利要求13所述的LCD器件，其中所述凝胶型粘合剂的渗透因子为60～100。
15.如权利要求1所述的LCD器件，其中所述反向衬底的热传导系数(CTC)不小于10W/m·K。
16.一种液晶显示(LCD)器件，包括TFT衬底，包括透明衬底，其上放置有薄膜晶体管；反向衬底，与所述的TFT衬底相对，夹在所述TFT衬底和所述反向衬底之间的液晶(LC)层，其中所述反向衬底的热胀系数(CTE)的符号与所述透明衬底的CTE的符号相反。
17.一种LCD投影仪，包括光源和LCD器件，其中来自所述光源的光穿过所述LCD器件将图像投射到屏幕上，所述LCD器件包括TFT衬底，包括透明衬底，其上放置有薄膜晶体管；反向衬底，与所述的TFT衬底相对，夹在所述TFT衬底和所述反向衬底之间的液晶(LC)层；以及补偿衬底，邻接于所述TFT衬底和所述反向衬底之一的远离所述LC层的表面上，其中所述补偿衬底的热胀系数(CTE)的符号与所述透明衬底的CTE的符号相反。
全文摘要
LCD投影仪中的LCD器件包括TFT衬底，反向衬底，夹在TFT衬底和反向衬底之间的LC层，以及一对补偿衬底，粘附于TFT衬底和反向衬底的远离LC层的外表面上。补偿衬底具有负的热胀系数(CTE)，用以补偿因光源的辐射而产生的TFT衬底和反向衬底的温度上升所引起的延迟。
文档编号G02F1/133GK1580914SQ20041005563
公开日2005年2月16日 申请日期2004年7月30日 优先权日2003年7月31日
发明者佐藤祐子, 松岛仁, 杉本光弘, 住吉研 申请人:日本电气株式会社