JP4193516B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関し、特にCOF(Chip On Film)技術を採用した光変調装置を具備する投射型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達は目覚しく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。
【0003】
ところで、昨今の表示装置に対する軽薄短小化のニーズに応える技術として、液晶表示装置を駆動するドライバ回路をパッケージ化し、これを液晶表示装置と接続したフィルム上に実装するCOF(Chip On Film)技術が知られている。このようなCOF技術により装置の軽薄短小化を図ることができるが、フィルムに実装したドライバ回路に対して光が照射されると、光起電力が生じ、当該液晶表示装置において誤動作が生じる惧れがある。そこで、光を遮るための遮光テープをドライバ回路上に貼ったり、該ドライバ回路上に遮光パターンを形成したりする技術が例えば特許文献1に記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−154216号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献1に記載されたような技術により、ドライバ回路における光起電力の生成を抑制することができるが、例えばドライバ回路上に遮光パターンを形成するのは非常に手間が掛かるものである。また、特に液晶表示装置を投射型表示装置の光変調装置(液晶ライトバルブ)として用いた場合、投射型表示装置は直視型の表示装置に比べて光源のエネルギーが強いため、遮光性能を一層高める技術が望まれる。
【0006】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、上記のようなCOF技術を採用した投射型表示装置について、フィルム上に実装されたドライバ回路を光源光から簡便且つ確実に遮光することが可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源から出射される光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、前記光変調装置を制御する制御回路が実装された制御基板と、該制御基板と前記光変調装置とを接続する可撓性基板と、該可撓性基板上に実装され、前記光変調装置を駆動するための半導体集積回路と、を具備し、前記制御基板は、一方の板面が前記光源から前記光変調装置への光路に面するように配設される一方、前記半導体集積回路が、前記制御基板の前記光路と反対側の板面上に形成された遮光部内に配設されていることを特徴とする。
【0008】
このような投射型表示装置によると、光変調装置を制御するための制御回路が実装された制御基板により、可撓性基板上に実装された半導体集積回路が遮光されるとともに、該基板の光路と反対側の板面上に形成された遮光部によっても光源から遮光されるため、該半導体集積回路における光起電力の発生を防止ないし抑制することが可能となる。特に、投射型表示装置においては、光源光としてメタルハライドランプ、超高圧水銀灯やハロゲンランプ等の高エネルギー光源を用いることが多いが、本発明の構成を採用することにより、このような高エネルギー光源からの光に対しても遮光性能を発現することが可能となる。
【0009】
具体的には、前記光源と前記半導体集積回路とが前記制御基板を介して反対側の位置に配設されていることが好ましい。すなわち、制御基板の第1の板面側に光源を配設する一方、これとは反対側の第2の板面側に半導体集積回路を配設することで、該半導体集積回路を光源から一層確実に遮光することが可能となる。このように本発明の投射型表示装置においては、半導体集積回路を可撓性基板に実装するとともに、その可撓性基板と制御基板との間に位置して配設し、しかも制御基板の遮光部内部に配設することにより、該半導体集積回路への光照射を防止しているのである。
【0010】
本発明の投射型表示装置に適用する遮光部は、少なくとも光源からの光を遮る構成を有したものであることが好ましく、例えば光路と反対側の板面上に形成された凹部を含んで構成されたものを例示することができ、この場合、凹部の内部に半導体集積回路を配設することができる。或いは、光路と反対側の板面上に形成された凸状壁部を含んで構成されたものを採用することもでき、この場合、凸状壁部の光源からみて内側に半導体集積回路を配設することができる。なお、凹部と凸状壁部をそれぞれ組み合わせた構成のものを採用することも可能で、この場合、凹部内部に半導体集積回路を配設すれば、一層確実に該半導体集積回路を遮光することが可能となる。
【0011】
更に詳しくは、前記制御基板を、前記可撓性基板を挿通可能な挿通孔を具備して構成し、前記可撓性基板を、前記制御基板の光路側においてその一端が前記光変調装置に接続される一方、前記制御基板の挿通孔を介して該制御基板の光路と反対側に挿通されるとともに、前記光路と反対側の板面においてその他端が前記制御基板と接続された構成とすることができる。このような構成により、半導体集積回路が一層確実に光源から遮光されるようになる。
【0012】
本発明の投射型表示装置において、前記制御基板は樹脂性の遮光性基板にて構成することができ、前記光路と反対側の板面上に前記制御回路を実装してなることが好ましい。また、前記半導体集積回路はパッケージ化された半導体チップにて構成することができ、この場合、本発明の投射型表示装置を一層軽薄短小化することが可能となる。さらに、前記可撓性基板は光変調装置と制御回路とを電気的に接続する役割を担っており、例えばポリイミド等の樹脂薄膜と銅箔等の導電性薄膜との積層体にて構成することができる。
【0013】
なお、前記光変調装置は制御回路によって作動制御されるものであるが、可撓性基板上に実装された半導体集積回路は、制御回路からの制御信号に基づいて光変調装置を駆動するための駆動信号を適宜送信する役割を担っている。ここで、本発明の投射型表示装置に好適な光変調装置としては、例えば液晶装置からなる液晶ライトバルブを例示することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
最初に、本発明の投射型表示装置の一例である投射型液晶表示装置について図1を用いて説明する。図1に示した投射型液晶表示装置30は、R(赤)、G(緑)、B(青)の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた3板式の投射型カラー液晶表示装置である。
【0015】
図1は第1の実施形態の投射型液晶表示装置30を示す概略構成図であって、図中、符号1は照明装置、2は光源、3,4はフライアイレンズ(均一照明手段)、5dは偏光変換装置、13,14はダイクロイックミラー(色分離手段)、15,16,17は反射ミラー、22,23,24は液晶ライトバルブ(光変調装置)、25はクロスダイクロイックプリズム、26は投射レンズ(投射装置)を示している。
【0016】
本実施の形態における照明装置1は、光源2と、フライアイレンズ3,4と、偏光変換装置5dとを主体として構成されている。光源2は、高圧水銀ランプ等のランプ7と、ランプ7の光を反射するリフレクタ8とを主体として構成されている。また、光源光の照度分布を液晶ライトバルブ22,23,24の照射面において均一化させるための均一照明手段として、光源2側から第1フライアイレンズ3、第2フライアイレンズ4が順次設置されている。各フライアイレンズ3,4は、複数(本実施の形態では例えば6×8個)のレンズ9,10から構成されており、光源2から射出された光の照度分布を液晶ライトバルブ22,23,24の光照射面において均一化させるための均一照明手段として機能する。この光源2からの射出光は均一照明手段から偏光変換装置5dに射出される。
【0017】
偏光変換装置5dは、均一照明手段側に設けられた偏光ビームスプリッタアレイ(PBSアレイ)と、ダイクロイックミラー13側に設けられた1/2波長板アレイとから構成されている。この偏光変換装置5dは、上記均一照明手段とダイクロイックミラー13との間に設けられている。
【0018】
照明装置1の後段の構成を以下、各構成要素の作用とともに説明する。
青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー13は、光源2からの光束のうちの赤色光LRを透過させるとともに、青色光LBと緑色光LGとを反射させるものである。ダイクロイックミラー13を透過した赤色光LRは反射ミラー17で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ22に入射される。
【0019】
一方、ダイクロイックミラー13で反射した色光のうち、緑色光LGは緑色光反射用のダイクロイックミラー14によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ23に入射される。また、青色光LBはダイクロイックミラー14も透過し、リレーレンズ18、反射ミラー15、リレーレンズ19、反射ミラー16、リレーレンズ20からなるリレー系21を経て、青色光用液晶ライトバルブ24に入射される。
【0020】
各液晶ライトバルブ22,23,24によって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム25に入射される。このプリズムは4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ26によりスクリーン27上に投射され、拡大された画像が表示される。
【0021】
ここで、本実施形態の投射型液晶表示装置30においては、液晶ライトバルブ22,23,24を制御する制御回路が実装されてなる制御基板40が、照明装置1及び液晶ライトバルブ22,23,24、投射レンズ26等を覆う態様にて具備されている。この制御基板40は、液晶ライトバルブ22,23,24と電気的に接続されており、具体的には樹脂膜と銅箔とが積層されてなる可撓性のフィルム部材(可撓性基板)を介して接続されている。
【0022】
図2は、図1のA−A’断面を模式的に示したものである。このように、制御基板40は、一方の板面51が光源2から液晶ライトバルブ23(22,24)への光路に面するように配設されている。他方、制御基板410の光路と反対側の板面52には制御回路41が実装されており、該制御回路41のコネクタ44に対して上述のフィルム部材43が接続されている。なお、制御基板40には、フィルム部材43を挿通可能な挿通孔45が孔設されている。
【0023】
フィルム部材43は、その一端が液晶ライトバルブ23(22,24)に接続されており、制御基板40の挿通孔45を介して光路と反対側の板面52において制御基板40のコネクタ44とも電気的に接続されている。フィルム部材43には液晶ライトバルブ23(22,24)を駆動するためのドライバICチップ42が実装されており、液晶ライトバルブ23(22,24)を構成する基板上にドライバ回路を直接設けない構成とされている。
【0024】
ここで、本実施形態では、ドライバICチップ42が制御基板40を介して光路と反対の板面52側に位置するように、フィルム部材43上に実装されている。また、制御基板40の光路と反対の板面52には凹部47が形成されており、該凹部47内にドライバICチップ42の少なくとも一部が挿入されている。したがって、制御基板40が遮光板として機能するとともに、凹部47も遮光部材として機能することとなり、光源2からの光がドライバICチップ42に対して高効率で遮光されることとなる。このようにドライバICチップ42を制御基板40及び凹部47にて遮光することにより、ドライバICチップ42における光起電力の発生を防止ないし抑制することが可能となり、ひいては表示不良の発生を防止することが可能となる。
【0025】
なお、制御回路41は液晶ライトバルブ23(22,24)の作動を司る主制御部を構成しており、ドライバICチップ42では、制御回路41からの制御信号に基づいて液晶ライトバルブ23(22,24)を駆動するための駆動信号を適宜送信するものとされている。また、液晶ライトバルブ23(22,24)の光入射面及び光出射面には偏光板をそれぞれ設けることができ、また、入射側の偏光板のさらに光源側には紫外線及び赤外線の透過をカットするUV−IRフィルタを設けることもできる。
【0026】
また、本実施の形態では、制御基板40上にてドライバICチップ42を遮光するために、該制御基板40に対し遮光部材として図2に示すような凹部47を形成したが、図3に示すような凸部(凸状壁部)46により遮光部材を構成することも可能である。この場合、ドライバICチップ42は、凸部46により少なくとも光源2からの光が遮光されるように、光源2からみて凸部46の内側に配設されている。なお、凸部46を環状に形成し、その環状内部にドライバICチップ42を配設するものとすれば、該凸部46による遮光効果が一層高まるものとなる。
【0027】
[第2の実施形態]
図4は、第2の実施形態の投射型液晶表示装置30cを示す概略構成図である。第2の実施形態の投射型液晶表示装置30cが、図1に示した第1の実施形態の投射型液晶表示装置30と異なるところは、第1の実施形態では照明装置1と該照明装置1から射出された光を複数の色光に分離するダイクロイックミラー(色分離手段)13, 14とリレーレンズ17とリレー系21が備えられていたのに対して、第2の実施形態では異なる色光をそれぞれ射出することが可能な光源2R,2G,2Bが設けられている点である。
【0028】
光源2Rは、赤色光LRを射出するランプ7Rと、ランプ7Rの光を反射するリフレクタ8とから構成されている。また、光源2Gは、緑色光LGを射出するランプ7Gと、ランプ7Gの光を反射するリフレクタ8とから構成され、さらに光源2Bは、青色光LBを射出するランプ7Bと、ランプ7Bの光を反射するリフレクタ8とから構成されている。ランプ7R,7G,7Bは、発光ダイオード(LED)や、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)や、無機エレクトロルミネッセンス素子(無機EL素子)等から構成されている。
【0029】
光源2R,2G,2Bは、液晶ライトバルブ(光変調装置)22,23,24に対応して設けられており、光源2Rから射出された赤色光LRは赤色光用液晶ライトバルブ22に入射し変調される。また、光源2Gから射出された緑色光LGは緑色光用液晶ライトバルブ23に入射し変調される。さらに、光源2Bから射出された青色光LBは青色光用液晶ライトバルブ24に入射し、ここで変調される。
【0030】
各液晶ライトバルブ22,23,24によって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム25に入射され、ここで3つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ26によりスクリーン27上に投射され、拡大された画像が表示される。
【0031】
この第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様、液晶ライトバルブ22,23,24を制御する制御回路が実装されてなる制御基板40が、図2と同様に、光源2R,2G,2B、液晶ライトバルブ22,23,24、投射レンズ26等を覆う態様にて具備されている。また、制御基板40の光路と面しない側の板面上には遮光部材として凹部47(図2参照)及び/又は凸部46(図3参照)が形成されている。
【0032】
そして、その遮光部材の内側、すなわち光源2R,2G,2Bからみて該遮光部材の影となる位置に、液晶ライトバルブ22,23,24と制御回路41とを接続するフィル部材43に実装されたドライバICチップ42が配設されている。したがって、この場合もドライバICチップ42が光源2R,2G,2Bから遮光され、その結果、ドライバICチップ42における光起電力の発生が防止ないし抑制され、表示不良の少ない投射型液晶表示装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態の投射型表示装置の概略構成を示す図。
【図2】 図1のA−A’断面を模式的に示す図。
【図3】 遮光部材の変形例を模式的に示す図。
【図4】 第2の実施形態の投射型表示装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
2,2R,2G,2B…光源、22,23,24…液晶ライトバルブ(光変調装置)、26…投射レンズ(投射装置)、30,30c…投射型液晶表示装置(投射型表示装置)、40…制御基板、41…制御回路、42…ドライバICチップ(半導体集積回路)、43…フィルム部材(可撓性基板)、46…凸部(遮光部)、47…凹部(遮光部)
Claims (7)
- 光源と、該光源から出射される光を変調する光変調装置と、該光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える投射型表示装置であって、
前記光変調装置を制御する制御回路が実装された制御基板と、
該制御基板と前記光変調装置とを接続する可撓性基板と、
該可撓性基板上に実装され、前記光変調装置を駆動するための半導体集積回路と、を具備し、
前記制御基板は、一方の板面が前記光源から前記光変調装置への光路に面するように配設される一方、
前記半導体集積回路が、前記制御基板の前記光路と反対側の板面上に形成された遮光部内に配設されていることを特徴とする投射型表示装置。 - 前記遮光部は、前記光路と反対側の板面上に形成された凹部を含んで構成され、該凹部の内部に前記半導体集積回路が配設されていることを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。
- 前記遮光部は、前記光路と反対側の板面上に形成された凸状壁部を含んで構成され、前記半導体集積回路が前記凸状壁部の前記光源からみて内側に配設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の投射型表示装置。
- 前記半導体集積回路は、前記可撓性基板と前記制御基板との間に位置して配設されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
- 前記制御基板は、前記可撓性基板を挿通可能な挿通孔を具備して構成され、
前記可撓性基板は、前記制御基板の光路側においてその一端が前記光変調装置に接続される一方、前記制御基板の挿通孔を介して該制御基板の光路と反対側に挿通されるとともに、前記光路と反対側の板面においてその他端が前記制御基板と接続されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の投射型表示装置。 - 前記制御基板は、前記光路と反対側の板面上に前記制御回路を実装してなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
- 前記半導体集積回路が、半導体チップにて構成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の投射型表示装置。
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