JP4120641B2 - 光変調装置、およびこれを用いた投写型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネル等の電気光学装置を備えた光変調装置、およびこれを用いた投写型表示装置に関する。

投写型表示装置に用いられる電気光学装置としての液晶パネルは、画素電極および画素スイッチング用素子が形成されたアクティブマトリクス基板と、対向電極が形成された対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に配置された液晶とから概ね構成されている。液晶は、アクティブマトリクス基板と対向基板との間のうち、シール層で区画された領域内に充填され、アクティブマトリクス基板と対向基板との間で配向状態が画素毎に制御される。

従って、このような構成の液晶パネルを光変調装置として用いた投写型表示装置では、光源から出射された光を集光光学系によって集光しながら液晶パネルに導き、この光を液晶パネルで光変調することにより、所定の画像を投写レンズによってスクリーンなどの投写面に拡大投写する。

以上のように構成された液晶パネルは通常、画像領域に対応する開口部が設けられた遮光性の保持部材で保持されるが、画像領域の輪郭は、アクティブマトリクス基板および対向基板間に設けられたＣｒ（クロム）等の周辺見切り用の遮光部により規定されるのが一般的である。

しかし、液晶パネルの光入射側においては、保持部材の開口部周縁を形成する覆い部が液晶パネル（対向基板）の光入射面と対向し、遮光部に対して平面的に重なるため、覆い部の内周端縁に対して外側から入射する入射光は、その入射角度によっては覆い部で遮られてしまうため、投写画像の周辺部が暗くなってしまい、投写画像の品質が損なわれる場合がある。

本発明の目的は、投写画像の品質を向上させることができる光変調装置、およびこれを用いた投写型表示装置を提供することにある。

本発明の光変調装置は、光入射側に配置された第１透光性基板と、光出射側に配置された第２透光性基板と、これら第１、第２透光性基板の対向面間に配置された液晶と、第２透光性基板の光入射面の周縁に設けられた駆動回路とを備えた電気光学装置と、当該電気光学装置を保持する保持部材とを備えた光変調装置であって、電気光学装置の第１、第２透光性基板間に画像領域を規定する第１遮光部を設け、保持部材には第１透光性基板の光入射面の周縁を覆う覆い部を設け、第１透光性基板の端縁から保持部材における覆い部の内周端縁までの距離をＷｐ、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の内周端縁までの距離をＷ１としたとき、前記Ｗｐ、Ｗ１を次の（１）式で表される関係に設定することを特徴とするものである。

なお、ここでの「覆い部の内周端縁」とは、覆い部における最も画像領域側に突出した部位であって、第１透光性基板の光入射面から最も離間した部位をいう。また、「第１透光性基板の端縁からの距離」とは、第１透光性基板の面内方向に沿った距離をいう。

このような本発明においては、第１透光性基板の端縁から覆い部の内周端縁までの距離Ｗｐを、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の内周端縁までの距離Ｗ１よりも小さく設定するため、覆い部の内周端縁が第１遮光部を越えて画像領域内に張り出す心配がない。従って、覆い部の内周端縁に対して外側から入射する入射光が覆い部で遮られることなく、画像領域全体に確実に入射するようになるので、投写画像の周辺部分が暗くならず、投写画像の品質が向上する。

また、本発明の光変調装置では、電気光学装置への入射光のうち、覆い部の内周端縁に対して内側から入り込む入射光の入射角をθｉ、該覆い部の内周端縁に対して外側から入り込む入射光の入射角をθｏ、覆い部の内周端縁から第１透光性基板の光入射面までの距離をｄｐ、第１透光性基板の厚さをｄ１、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の外周端縁までの距離をＷ１′、第１透光性基板の屈折率をｎ１としたとき、Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′を次の（２）、（２Ａ）、（２Ｂ）式で表される関係に設定することが望ましい。

第１透光性基板と第２透光性基板とを紫外線硬化型のシール材で接着するような場合には、第１遮光部の外側に第１透光性基板の透光性部分を残しておく必要があるが、覆い部の内周端縁よりも内側から入射する入射光は、第１透光性基板にｄ１とされた厚みがあるために、その入射角度のよっては保持部材の覆い部で遮きれず、第１透光性基板の前記透光性部分を通過して第１遮光部の外周端縁から漏れる場合がある。このため、その漏れた入射光が第２透光性基板の周辺部分に設けられた駆動回路にあたり、駆動回路の誤動作の原因となる。しかし、距離Ｗｐを（２）式で与えられた範囲内に設定することにより、入射角がθｏとされた外側からの入射光で投写画像の品質が低下する心配がないのに加え、入射角がθｉとされた内側からの入射光が第１遮光部の外周端縁から漏れず、第２透光性基板の周辺部分の駆動回路に光が照射される心配がない。よって、第１遮光部の外側に透光性部分を形成しても、駆動回路の誤動作が防止される。
本発明の光変調装置では、前記第１遮光部は、前記第１透光性基板上に設けられていることが好ましい。
本発明の光変調装置では、第２透光性基板は、第１透光性基板よりも平面視で大きく形成され、駆動回路は、第２透光性基板において、第１透光性基板の外周縁からはみ出た部分に設けられていることが好ましい。
また、本発明の光変調装置では、前記シール材は、紫外線硬化型であることが好ましい。

さらに、本発明の光変調装置では、第１透光性基板と覆い部との間に第３透光性基板を設け、電気光学装置への入射光のうち、覆い部の内周端縁に対して内側から入り込む入射光の入射角をθｉ、該覆い部の内周端縁に対して外側から入り込む入射光の入射角をθｏ、覆い部の内周端縁から第３透光性基板の光入射面までの距離をｄｐ′、第１透光性基板の厚さをｄ１、第３透光性基板の厚さをｄ２、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の外周端縁までの距離をＷ１′、第１透光性基板および第３透光性基板の各屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２としたとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′を次の（３）式で表される関係に設定することが望ましい。

このような場合には、第３透光性基板を防塵用の透光性基板とすることにより、第１透光性基板の光入射面に塵や傷がつくのが防止され、これらが拡大投写される心配がない。

そして、この際、第３透光性基板および第１透光性基板間に第２遮光部を設け、第１透光性基板の端縁から該第２遮光部の内周端縁までの距離をＷ２とし、Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ２を次の（４）式で表される関係に設定することが望ましい。

このような場合には、第１透光性基板および第３透光性基板間に第２遮光部を設け、第１透光性基板の端縁から第２遮光部の内周端縁までの距離Ｗ２を（４）式の範囲に設定するため、この第２遮光部で覆い部の内側端縁を通過する内側からの入射光が遮られるようになる。従って、第１遮光部では、そのような入射光を考慮する必要がなく、内側からの入射光に関しては、第２遮光部の内周端縁を通過する入射光を考慮すればよいから、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の外周端縁までの距離Ｗ１′がより大きく設定されるようになる。

また、第１透光性基板の端縁から第２遮光部の外周端縁までの距離をＷ２′としたとき、Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′を次の（５）、（６）式で表される関係に設定してもよい。

このような場合には、第１透光性基板の端縁から第２遮光部の外周端縁までの距離Ｗ２′を、覆い部の距離Ｗｐとの位置関係で、内側からの入射光が第２遮光部の外周端縁側から漏れないように設定すればよいから、場合によっては、Ｗ２′＝０「ゼロ」とすることにより、第２遮光部を第１透光性基板の端縁側から幅広に形成することが可能であり、内側からの入射光が駆動回路側に一層漏れにくくなる。

そして、第１透光性基板および第３透光性基板間に厚さがｄ３の空気層を設け、第２遮光部を第３透光性基板の光出射面に設ける場合には、Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′を次の（７）、（８）式で表される関係に設定することが好ましい。

このような場合には、第１透光性基板と第３透光性基板との間に空気層を設けるため、空気層がない場合に比して、第３透光性基板で生じる熱が電気光学装置側に伝わりにくくなる。

これに対し、第２遮光部を第１透光性基板の光入射面に設ける場合には、Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′を次の（９）、（１０）式で表される関係に設定することが好ましい。

このような場合でも、空気層を設けることによる前述の作用が得られるようになる。

一方、本発明の投写型表示装置は、光源と、以上の光変調装置と、この光変調装置によって変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするものであり、以上に説明した作用が同様に得られる投写型表示装置を提供できる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
本実施形態に係る投写型表示装置は、光源から出射された光束を赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの色光束に分離し、これらの各色光束を液晶ライトバルブを通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束を合成して、投写レンズを介してスクリーン上に拡大表示する形式のものである。

図１には、そのような投写型表示装置１の外観が示されている。この図に示すように、投写型表示装置１は直方体形状をした外装ケース２を有している。外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定しているフロントケース５から構成されている。フロントケース５の中央からは投写レンズユニット４９の先端側の部分が突出している。

（投写型表示装置の要部の構成）
このような投写型表示装置１の外装ケース２内には、図２に示す光学ユニット１０が搭載されている。

この光学ユニット１０は、照明光を出射する照明用光学系１５と、この照明用光学系１５から出射される光束を、赤、緑、青の各色光束Ｒ，Ｇ，Ｂに分離する色分離光学系２０と、各色光束を変調する三つの液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、変調された色光束を合成する色合成光学系としてのダイクロイックプリズムからなるプリズムユニット４２と、合成された光束をスクリーン上に拡大投写する投写レンズユニット４９とで大略構成されている。

照明用光学系１５は、光源ランプ１１、二つのレンズ板１２，１４、偏光変換素子１６、重畳レンズ１７、反射ミラー１８とを備えている。

光源ランプ１１としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いられる。

第１のレンズ板１２は、複数の小レンズを有している。光源ランプ１１から出射された光束は、これらの小レンズによって複数の部分光束に分割される。そして、それぞれの部分光束は、重畳レンズ１７を介して液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ上に重畳される。従って、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ上は、ほぼ均一な照度で照明されることになる。

第２のレンズ板１４は、第１のレンズ板１２と同様に、複数の小レンズを有している。第１のレンズ板１２から出射された各部分光束の中心光路は、これらの小レンズによって、光源光軸に対して平行に揃えられる。光源ランプ１１から出射される光束が光源光軸に平行な光である場合には、第１のレンズ板１２から出射される部分光束も、その中心光路が光源光軸に平行となる。従って、光源ランプ１１から出射される光束の平行度が高い場合には、第２のレンズ板１４を省略してもよい。

偏光変換素子１６は、複数の偏光分離膜と反射膜とが交互にかつ略平行に配置された偏光分離素子と、１／２波長板とを備えている（図示せず）。第１のレンズ板１２および第２のレンズ板１４の各小レンズを介して当該偏光分離膜上に集光された光は、Ｐ偏光光とＳ偏光光とに分離される。偏光分離膜を通過したＰ偏光光は、１／２波長板によってＳ偏光光に変換される。一方、偏光分離膜によって反射されたＳ偏光光は、反射膜によって反射され、Ｓ偏光光に変換された光とほぼ同じ方向に向けて出射される。すなわち、光源ランプ１１から出射されたランダムな偏光方向を有する光は、偏光変換素子１６によって一種類の偏光光に揃えられることになる。

重畳レンズ１７は、第１のレンズ板１２によって分割され、さらに、偏光変換素子１６によって一種類の偏光光に揃えられた複数の部分光束を、液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ上に重畳するものである。

反射ミラー１８は、照明光の光路を装置前方へ向けて折り曲げるものである。色分離光学系２０には、赤緑反射ダイクロイックミラー２２と、緑反射ダイクロイックミラー２４と、反射ミラー２６とが配置されている。照明用光学系１５から出射された光束のうち、照明用光学系１５を経て、まず、赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇが赤緑反射ダイクロイックミラー２２において直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー２４の側に向かう。青色光束Ｂはこの赤緑反射ダイクロイックミラー２２を通過して、後方の反射ミラー２６
で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムユニット４２の側に出射される。次に、赤緑反射ダイクロイックミラー２２において反射された赤および緑の光束Ｒ，Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが緑反射ダイクロイックミラー２４において直角に反射されて、緑色光束の出射部からプリズムユニット４２の側に出射される。さらに、緑反射ダイクロイックミラー２４を通過した赤色光束Ｒは、赤色光束の出射部から導光系４４の側に出射される。色分離光学系２０における各色光束の出射側には、それぞれ集光レンズ４５，２８，２９が配置されている。

集光レンズ２８，２９によって集光された青色および緑色の光束Ｂ，Ｇは液晶ライトバルブ３０Ｂ，３０Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報（映像情報）が付加される。すなわち、これらの液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇは、不図示の駆動手段によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は公知の手段をそのまま使用することができる。

一方、赤色光束Ｒは、導光系４４を介して液晶ライトバルブ３０Ｒに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。導光系４４は、入射側集光レンズ４５と、入射側反射ミラー４６と、出射側反射ミラー４７と、これらの間に配置した中間レンズ４８と、出射側集光レンズとで構成されており、赤色光の光路における光損失を防ぐ機能を有している。なお、本実施形態の液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｂ，３０Ｇは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを使用できる。

各液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを通って変調された各色光束は、プリズムユニット４２に入射され、ここで合成される。ここで再合成されたカラー画像は、投写レンズユニット４９を介して、所定の位置にあるスクリーン上に拡大投写される。

（光変調装置の構成）
このような液晶ライトバルブ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、いずれも、図３および図４に示す電気光学装置としての液晶パネル３０と、当該液晶パネル３０を保持する保持部材９０（図３では二点鎖線で図示）とからなる光変調装置５０と、その液晶パネル３０の両側に配置された不図示の偏光板とを組み合わせた構成である。

図３、図４において、光変調装置５０の液晶パネル３０は、アクティブマトリクス基板３００（第２透光性基板）と、対向電極４０１を備える対向基板４００（第１透光性基板）とを有している。アクティブマトリクス基板３００と対向基板４００とはギャップ材含有のシール材８０によって所定の間隔（セルギャップ）を介して貼り合わされ、これらの基板間には電気光学物質としての液晶ＬＣが封入されている。シール材８０としては、各種の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、ギャップ材としては、約２〜１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは球を用いることができる。

対向基板４００は、アクティブマトリクス基板３００よりも小さく、アクティブマトリクス基板３００の周辺部分が対向基板４００の外周縁よりはみ出た状態に貼り合わされる。そして、その周辺部分の光入射側には、アクティブマトリクス基板３００の入出力端子８１や、細長状のベアチップＩＣ（ドライバＩＣ）で構成されデータ線駆動回路６０および走査線駆動回路７０が設けられ、対向基板４００の外側に位置するこれらの回路６０，７０の入出力端子８１にはフレキシブルプリント配線基板（不図示）が配線接続されるようになっている。

ここで、シール材８０は部分的に途切れており、この途切れ部分によって、液晶注入口８３が構成されている。このため、対向基板４００とアクティブマトリクス基板３００とを貼り合わせた後、シール材８０の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口８３から液
晶ＬＣを減圧注入でき、液晶ＬＣを封入した後、液晶注入口８３を封止剤８２で塞げばよい。そして、対向基板４００には、シール材８０の内側（面内方向の内側）に第１遮光部３１が形成され、この第１遮光部３１で液晶パネル３０の画像領域が規定されている。

このような液晶パネル３０に用いられるドライバＩＣ（データ線駆動回路６０および走査線駆動回路７０）が実装されたアクティブマトリクス基板３００の構成が図５にブロック図で示されている。

図５（Ａ）からわかるように、アクティブマトリクス基板３００上では、走査線ｇａｔｅと複数のデータ線ｓｉｇとによって複数の画素ｐｘがマトリクス状に構成されている。いずれの画素ｐｘの領域にも、その１つを図４（Ｂ）に拡大して示すように、走査線ｇａｔｅおよびデータ線ｓｉｇに接続する画素スイッチング用の薄膜トランジスタＴＦＴが形成され、この薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極は、前記の対向基板４００の対向電極（図４）と画素ｐｘの間に液晶ＬＣを挟んで液晶セルを構成する画素電極である。なお、液晶セルに対しては、前段の走査線ｇａｔｅや容量線（図示せず。）を利用して保持容量ｃａｐが形成されている。

アクティブマトリクス基板３００において、アクティブマトリクス基板３００の周辺部分に設けられたデータ線駆動回路６０は、複数のデータ線ｓｉｇのそれぞれに画像信号を供給する集積回路であり、走査線駆動回路７０は、複数の走査線ｇａｔｅのそれぞれに画素選択用の走査信号を供給するシフトレジスタ７１やバッファを備えた集積回路である。そして、データ線駆動回路６０には、クロック信号が供給されるＸ側シフトレジスタ６１、Ｘ側シフトレジスタ６１から出力された信号に基づいて動作するサンプルホールド回路６２、および６相に展開された各画像信号に対応する６本の画像信号線６３が形成されている。このため、サンプルホールド回路６２は、Ｘ側シフトレジスタ６１から出力された信号に基づいて動作し、画像信号線６３を介して供給される画像信号を所定のタイミングでデータ線ｓｉｇに取り込み、各画素ｐｘに供給することが可能である。

一方、図４に戻って、光変調装置５０の保持部材９０は、液晶パネル３０の光入射側に配置されたフレーム９１と、液晶パネル３０の光出射側に配置されてフレーム９１の突部９１Ａに係止されるフック９２とで構成され、これらのフレーム９１およびフック９２で液晶パネル３０が挟持されるようになっている。このようなフレーム９１、フック９２のそれぞれには、液晶パネル３０の画像領域に対応した開口部９３，９４が設けられており、特に、フレーム９１の開口部９３の周辺部分は、対向基板４００の光入射面４０１と対向する覆い部９５で形成されいる。なお、本実施形態では、覆い部９５は、図６にも示すように、内側（画像領域側）に向かうに従って対向基板４００側に近づくようになる先端鋭角の楔状とされている。

（光変調装置における覆い部と第１遮光部との位置関係）
図６において、対向基板４００の端縁からフレーム９１における覆い部９５の内周端縁までの距離（対向基板４００の面内方向に沿った距離）Ｗｐは、前述した（１）式で表されるように、対向基板４００の端縁から第１遮光部３１の内周端縁までの距離Ｗ１よりも小さく設定されている。

より具体的には、距離Ｗｐは以下のように設定されている。

すなわち、液晶パネル３０への入射光のうち、覆い部９５の内周端縁に対して内側から入り込む入射光の入射角がθｉ、その内周端縁に対して外側から入り込む入射光の入射角がθｏ、覆い部９５の内周端縁および対向基板４００の光入射面４０１間の隙間の距離がｄｐ、対向基板４００の厚さがｄ１、対向基板４００の端縁から第１遮光部３１の外周端
縁までの距離がＷ１′、対向基板４００の屈折率がｎ１であるとき、距離Ｗｐは、外側からの入射光を覆い部９５で遮らないために、次の（１１）式を満足し、また、内側からの入射光を第１遮光部３１の外周端縁側から漏らさないように、次の（１２）式を満足し、よって、（１３）式を満足している。

ここで、一般式である次の（１４）式、（１５）式から（１６）式が得られ、同様に、（１７）式、（１８）式から（１９）式が得られる。

また、他の一般式である次の（２０）式、（２１）式から（２２）式、（２３）式が得られる。

そして、前記（１６）式に（２２）式を代入すれば、０度＜θｏ＜９０度、０度＜θｉ＜９０度なので、次の（２４）式が得られ、前記（１９）式に（２３）式を代入すれば（２５）式が得られる。なお、θｏ、θｉは、図中の一点鎖線を境にして矢印方向がそれぞれプラスである。

これら（２４）式、（２５）式を（１３）式に代入すれば、前述した（２）式が得られ、従って、距離Ｗｐは（２）式の範囲内で設定されている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。

［１］ 対向基板４００の端縁からフレーム９１における覆い部９５の内周端縁までの
距離Ｗｐは、（１）式で表される通り、対向基板４００の端縁から第１遮光部３１の内周端縁までの距離Ｗ１よりも小さく設定されているので、覆い部９５の内周端縁が第１遮光部３１を越えて画像領域内に張り出すのを防止できる。従って、覆い部９５の内周端縁に対して外側から入射する入射光がその覆い部９５で遮られる心配がないので、入射光を画像領域全体に入射させて投写画像の周辺部分が暗くなるのを防止でき、投写画像の品質を向上させることができる。

［２］ より具体的には、距離Ｗｐは、（２）式で与えられた範囲内に設定されている
ため、入射角がθｏとされた外側からの入射光がフレーム９１で遮られる心配がないのに加え、入射角がθｉとされた内側からの入射光を第１遮光部３１の外周端縁から漏れないようにでき、アクティブマトリクス基板３００の周辺部分に設けられた各回路６０，７０に光が照射されるのを防いでそれらの誤動作を防止できる。また、これに伴い、各回路６０，７０の表示影が生じるのを防止できる。

［３］ （２）式により、第１遮光部３１を対向基板４００の端縁から画像領域側に向
けて連続して設ける必要がないから、対向基板４００の端縁から第１遮光部３１の外周端縁までの間に距離Ｗ１′に相当する透光性部分を確保できる。このため、その透光性部分を利用して紫外線硬化型のシール材８０に紫外線を良好に照射でき、アクティブマトリクス基板３００と対向基板４００との接着をより確実に行える。

〔第２実施形態〕
図７には、第２実施形態に係る覆い部９５と第１遮光部３１との位置関係が示されている。

本実施形態では、対向基板４００の光入射側に第３透光性基板としての防塵用透光性基板５００が設けられ、対向基板４００の光入射面４０１に塵や傷が付くのを防止している。他の構成は、第１実施形態と同じである。

本実施形態において、対向基板４００の端縁からフレーム９１における覆い部９５の内周端縁までの距離Ｗｐは、以下のように設定されている。

すなわち、覆い部９５の内周端縁および防塵用透光性基板５００の光入射面５０１間の隙間の距離がｄｐ′、防塵用透光性基板５００の厚さがｄ２、その屈折率がｎ２であるとき、距離Ｗｐは、第１実施形態と同様に、次の（２６）式、（２７）を満足し、よって、（２８）式を満足している。

ここで、第１実施形態と同様に、一般式から次の（２９）式〜（３２）式が得られる。

そして、０度＜θｏ＜９０度、０度＜θｉ＜９０度なので、前記（２９）式に（３１）式を代入すれば、次の（３３）式が得られ、前記（３０）式に（３２）式を代入すれば（３４）式が得られる。

これら（３３）式、（３４）式、および前述の（２４）式、（２５）式を（２８）式に代入すれば、前述した（３）式が得られ、従って、距離Ｗｐは（３）式の範囲内でが設定されている。なお、防塵用透光性基板５００の屈折率ｎ２が対向基板４００の屈折率ｎ１と同じ場合もある。

本実施形態では、前述した［１］〜［３］の効果に加え、防塵用透光性基板５００による以下の効果がある。

［４］ 対向基板４００の光入射側に防塵用透光性基板５００が設けられているので、
対向基板４００の光入射面４０１に塵や傷が付くのを防止でき、これらが投写画面に拡大投写されるのを防止できる。また、防塵用透光性基板５００の光入射面５０１は液晶パネル３０から離間しているため、防塵用透光性基板５００の光入射面５０１上に塵や傷があっても、これらの塵や傷に対してフォーカス状態にはならず、それらが表示品位を低下される程に映し出される心配はない。

〔第３実施形態〕
図８には、第３実施形態が示されている。

本実施形態では、対向基板４００と防塵用透光性基板５００との間に第２遮光部３２が設けられている点で前記第２実施形態とは異なる。他の構成は第２実施形態と同じである
。

本実施形態において、対向基板４００の端縁から第２遮光部３２の内周端縁までの距離Ｗ２は、前述した（４）式で表されるように、前記Ｗｐよりも大きく、前記Ｗ１よりも小さく設定されている。

より具体的には、距離Ｗｐおよび距離Ｗ２は以下のように設定されている。

すなわち、対向基板４００の端縁から第２遮光部３１の外周端縁までの距離がＷ２′であるとき、Ｗｐは、次の（３５）式、（３６）を満足しており、よって、（３７）式を満足している。

そして、（３７）式に前述の（２４）式、（２５）式、（３３）式、（３４）式を代入すれば、前記（５）式が得られ、従って、距離Ｗｐは（５）式の範囲内で設定されている。

一方、対向基板４００の端縁から第２遮光部３２の内周端縁までの距離Ｗ２は、外側からの入射光を第１遮光部３１に対して遮らないために、次の（３８）式を満足し、内側からの入射光を第１遮光部３１の外周端縁側から漏らさないために、（３９）式を満足し、よって、（４０）式を満足している。

そして、（４０）式に前述の（２４）式、（２５）式、（３３）式、（３４）式を代入すれば、前記（６）式が得られ、従って、距離Ｗ２は（６）式の範囲内で設定されている。

本実施形態によれば、前述した［１］〜［４］の効果に加え、以下の効果がある。

［５］ 対向基板４００および防塵用透光性基板５００間には第２遮光部３２が設けら
れ、対向基板４００の端縁から第２遮光部３２の内周端縁までの距離Ｗ２が（４）式の範囲に設定されているため、この第２遮光部３２で覆い部９５の内側端縁を通過する内側からの入射光を遮ることができる。従って、第１遮光部３１では、そのような入射光を考慮する必要がなく、内側からの入射光に関しては、第２遮光部３２の内周端縁を通過する入射光を考慮すればよいから、対向基板４００の端縁から第１遮光部３１の外周端縁までの距離Ｗ１′をより大きくできる。このため、対向基板４００の透光性部分を大きくしてより多くのシール材８０（図４（Ｂ））を用いることができ、アクティブマトリクス基板３００および対向基板４００間の接着強度およびシール性を向上させることができる。

［６］ （５）式、（６）式から明らかなように、対向基板４００の端縁から第２遮光
部３２の外周端縁までの距離Ｗ２′は、覆い部９５の距離Ｗｐとの位置関係で、内側からの入射光が第２遮光部３２の外周端縁側から漏れないように設定されればよいから、場合によっては、Ｗ２′＝０「ゼロ」とし、第２遮光部３２を対向基板４００の端縁側から幅広に形成することができ（図８中の二点鎖線）、内側からの入射光が各回路６０，７０側に漏れるのを一層確実に防止できる。

〔第４実施形態〕
図９には、第４実施形態が示されている。

本実施形態では、対向基板４００と防塵用透光性基板５００との間に空気層６００が設けられ、第２遮光部３２が防塵用透光性基板５００の光出射面５０２に設けられている点で前記第３実施形態とは異なる。他の構成は第３実施形態と同じである。

本実施形態での距離Ｗｐは、第３実施形態と同様に、前記（７）式（すなわち（５）式）の範囲内で設定されている。

また、距離Ｗ２は、空気層６００の厚さがｄ３であるとき、次の（４１）式を満足している。従って、この（４１）式に前記（２４）式、（２５）式、（３３）式、（３４）式を代入すれば、前記（８）式が得られるから、距離Ｗ２は（８）式の範囲内で設定されていることになる。

このような実施形態でも、前記［１］〜［６］の効果を同様に得ることができるうえ、以下の効果がある。

［７］ 対向基板４００と防塵用透光性基板５００との間に空気層６００が設けられて
いるため、空気層６００がない第３実施形態に比して、防塵用透光性基板５００で生じる熱を液晶パネル３０側に伝わりにくくできる。このため、液晶パネル３０の温度上昇が小さく、かつ局部的な温度上昇も起きないので、温度差に起因する透過率のばらつきや液晶ＬＣの劣化を防止できる。

〔第５実施形態〕
図９には、第５実施形態が示されている。

本実施形態では、第２遮光部３２が対向基板４００の光入射面４０１に設けられている点で前記第４実施形態とは異なる。他の構成は第４実施形態と同じである。

本実施形態での距離Ｗｐは、次の（４２）式を満足している。従って、この（４２）式から前記（９）式が得られるので、距離Ｗｐは（９）式の範囲内で設定されていることになる。

また、距離Ｗ２は、第３実施形態と同様に、前記（１０）式（すなわち（６）式）の範囲内で設定されている。

本実施形態によれば、前記第４実施形態と同様に、［１］〜［７］の効果を得ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記各実施形態では、フレーム９１の覆い部９５と対向基板４００あるいは防塵用透光性基板５００の各光入射面４０１，５０１との間には隙間が形成されていたが、このような隙間がない場合でも本発明に含まれ、このような場合にはｄｐ＝ｄｐ′＝０「ゼロ」として距離Ｗｐを設定すればよい。

また、図１１に示すように、覆い部９５と光入射面４０１との間に隙間がなく、かつ覆い部９５の内周縁に段差部９５Ａが設けられているような場合には、内側からの入射光に関する条件式においてｄｐ＝０「ゼロ」とすればよく、これは防塵用透光性基板５００を用いた場合でも同じである。

要するに、距離ｄｐ、ｄｐ′は、覆い部９５の形状等や光入射面までの隙間を勘案して「ゼロ」と見なすことが可能である。

さらに、第２〜第５実施形態（図７〜図１０）において、対向基板４００の端縁と防塵用透光性基板５００の端縁とは面一であったが、本発明では、各部位の距離Ｗｐ，Ｗ１，Ｗ１′，Ｗ２，Ｗ２′が対向基板４００の端縁を基準に設定されるので、防塵用透光性基板５００の端縁を対向基板４００の端縁と面一にする必要はない。

また、本発明の投写型表示装置は、背面投写型の表示装置であってもよい。

さらに、本発明に係る電気光学装置としての液晶パネルは、反射型であってもよく、この場合、入射光は、アクティブマトリクス基板で反射され、光入射面から出射されるようになる。
［発明の効果］

以上に述べたように、本発明によれば、第１透光性基板の端縁から覆い部の内周端縁までの距離Ｗｐは、第１透光性基板の端縁から第１遮光部の内周端縁までの距離Ｗ１よりも小さく設定されているため、覆い部の内周端縁が第１遮光部を越えて画像領域内に張り出す心配がない。従って、覆い部の内周端縁に対して外側から入射する入射光がその覆い部で遮られる心配がなく、入射光を画像領域全体に確実に入射させて投写画像の周辺部分が暗くなるのを防止でき、投写画像の品質を向上させることができるという効果がある。

本発明の第１実施形態に係る光変調装置を備えた投写型表示装置の外観を示す斜視図である。 前記投写型表示装置の光学系を示す平面図である。 前記光変調装置を構成する電気光学装置を示す平面図である。 （Ａ）は図３におけるＨ−Ｈ′線断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部を示す拡大図である。 （Ａ）は前記電気光学装置に用いた第２透光性基板のブロック図、（Ｂ）はそれにマトリクス状に構成された画素群のうちの一つを拡大して示すブロック図である。 前記光変調装置の要部を示す別の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る光変調装置の要部を示す拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る光変調装置の要部を示す拡大図である。 本発明の第４実施形態に係る光変調装置の要部を示す拡大図である。 本発明の第５実施形態に係る光変調装置の要部を示す拡大図である。 本発明の変形例を示す拡大図である。

符号の説明

１ 投写型表示装置
３０ 電気光学装置としての液晶パネル
３１ 第１遮光部
３２ 第２遮光部
５０ 光変調装置
９５ 覆い部
６０，７０ 駆動回路
９０ 保持部材
３００ 第２透光性基板としてのアクティブマトリクス基板
４００ 第１透光性基板としての対向基板
４０１，５０１ 光入射面
５００ 第３透光性基板としての防塵用透光性基板
６００ 空気層
ｄｐ，Ｗｐ，Ｗ１，Ｗ１′，Ｗ２，Ｗ２′ 距離
ｄ１，ｄ２，ｄ３ 厚さ
ＬＣ 電気光学物質としての液晶
ｎ１，ｎ２ 屈折率
θｏ，θｉ 入射角

Claims (10)

1. 光入射側に配置された第１透光性基板と、光出射側に配置された第２透光性基板と、これら第１、第２透光性基板の対向面間に配置された電気光学物質と、前記第２透光性基板の光入射面の周縁に設けられた駆動回路とを備えた電気光学装置と、当該電気光学装置を保持する保持部材とを備えた光変調装置であって、
   前記電気光学装置の第１、第２透光性基板間には画像領域を規定する第１遮光部が設けられ、前記保持部材には前記第１透光性基板の光入射面の周縁を覆う覆い部が設けられ、前記第１透光性基板の端縁から前記保持部材における前記覆い部の内周端縁までの距離がＷｐ、前記第１透光性基板の端縁から前記第１遮光部の内周端縁までの距離がＷ１、前記電気光学装置への入射光のうち、前記覆い部の内周端縁に対して内側から入り込む入射光の入射角がθｉ、該覆い部の内周端縁に対して外側から入り込む入射光の入射角がθｏ、前記覆い部の内周端縁から前記第１透光性基板の光入射面までの距離がｄｐ、前記第１透光性基板の厚さがｄ１、前記第１透光性基板の端縁から前記第１遮光部の外周端縁までの距離がＷ１′、前記第１透光性基板の屈折率がｎ１であるとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′の関係は、次式で表されるとともに、前記第１透光性基板および前記第２透光性基板はシール材により互いに接着され、前記第１遮光部は、面内方向において前記シール材の内側に設けられていることを特徴とする光変調装置。
   

   

   

   

   
2. 請求項１に記載の光変調装置において、前記第１遮光部は、前記第１透光性基板上に設けられていることを特徴とする光変調装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光変調装置において、前記第２透光性基板は、前記第１透光性基板よりも平面視で大きく形成され、前記駆動回路は、前記第２透光性基板において、前記第１透光性基板の外周縁からはみ出た部分に設けられていることを特徴とする光変調装置。
4. 請求項１から請求項３に記載の光変調装置において、前記シール材は、紫外線硬化型であることを特徴とする光変調装置。
5. 請求項１から請求項４に記載の光変調装置において、前記第１透光性基板と前記覆い部との間には第３透光性基板が設けられ、前記電気光学装置への入射光のうち、前記覆い部の内周端縁に対して内側から入り込む入射光の入射角がθｉ、該覆い部の内周端縁に対して外側から入り込む入射光の入射角がθｏ、前記覆い部の内周端縁から前記第３透光性基板の光入射面までの距離がｄｐ′、前記第１透光性基板の厚さがｄ１、前記第３透光性基板の厚さがｄ２、前記第１透光性基板の端縁から前記第１遮光部の外周端縁までの距離がＷ１′、前記第１透光性基板および第３透光性基板の各屈折率がそれぞれｎ１、ｎ２であるとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。
   

   
6. 請求項５に記載の光変調装置において、前記第３透光性基板および第１透光性基板間には第２遮光部が設けられ、前記第１透光性基板の端縁から該第２遮光部の内周端縁までの距離がＷ２であるとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ２の関係は次式で表されることを特徴とする光変調装置。
   

   
7. 請求項６に記載の光変調装置において、前記第１透光性基板の端縁から前記第２遮光部の外周端縁までの距離がＷ２′であるとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。
   

   
8. 請求項７に記載の光変調装置において、前記第１透光性基板および第３透光性基板間には厚さがｄ３の空気層が設けられ、前記第２遮光部が前記第３透光性基板の光出射面に設けられているとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。
   

   
9. 請求項７に記載の光変調装置において、前記第１透光性基板および第３透光性基板間には厚さがｄ３の空気層が設けられ、前記第２遮光部が前記第１透光性基板の光入射面に設けられているとき、前記Ｗｐ、Ｗ１、Ｗ１′、Ｗ２、Ｗ２′の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。
   

   
10. 光源と、請求項１〜９のいずれかに記載の光変調装置と、この光変調装置によって変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とする投写型表示装置。

Images