JP4862457B2 - 電気光学装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Description
本発明は、例えばプロジェクタのライトバルブとして用いられる電気光学装置及びプロジェクタに関する。
プロジェクタのライトバルブとして用いられる電気光学装置には光源から光が照射されるが、その大部分が電気光学装置を構成する電気光学パネルなどの各構成部材に吸収される。そのため、電気光学装置は、光を吸収することで発熱する。ところで、例えば液晶装置では、液晶装置を構成する液晶パネルによる画像の表示を適正に行うための温度範囲が定められている。そのため、液晶装置は、発熱によって液晶パネルが高い温度状態で長時間保持されると、液晶パネルを構成する液晶層や配向膜などが劣化するという問題がある。
そこで、液晶パネルを冷却する冷却機構を有する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液晶装置は、液晶パネルを筐体内に収納し、液晶パネルで発生した熱を液晶パネルの表面から筐体に伝熱させ、筐体に設けられたペルチェ素子やヒートシンクで放散させる構成となっている。
特開２００５−２５０２４９号公報
そこで、液晶パネルを冷却する冷却機構を有する液晶装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この液晶装置は、液晶パネルを筐体内に収納し、液晶パネルで発生した熱を液晶パネルの表面から筐体に伝熱させ、筐体に設けられたペルチェ素子やヒートシンクで放散させる構成となっている。
しかしながら、上記従来の液晶装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の液晶装置では、液晶パネルと筐体とを接触させることで液晶パネルと筐体との導電性を確保しているが、高温に対して劣化しやすく、冷却することが求められる液晶層や配向膜における発熱が冷却機構に伝熱しにくいという問題がある。このため、液晶パネルの冷却効果を十分に得ることができない。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、冷却効率を向上させて長寿命化が図れる電気光学装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる電気光学装置は、電気光学層と、該電気光学層を介して対向配置された一対の基板とを有する電気光学パネルを備える電気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方が、平面状に配列された複数の画素領域の境界領域に沿って複数のプリズム部が形成された集光基板を構成し、前記プリズム部が、該プリズム部に入射した光を前記画素領域に向けて反射させて前記電気光学層に入射させてなり、前記プリズム部の少なくとも一部に、前記集光基板よりも熱伝導率の高い伝熱性材料で構成された伝熱部が形成され、該伝熱部が、前記一対の基板の少なくとも一方に形成されて前記電気光学パネルの外部との間で熱交換する放熱部に接続されていることを特徴とする。
この発明では、画素領域の境界領域に沿って伝熱部を配置することで、伝熱部を介して外部との熱交換による放熱が効率よく行われる。これにより、電気光学パネルの冷却効率の向上が図れる。
すなわち、伝熱部は、外部から照射された光を吸収することや電気光学パネルを駆動することによって電気光学層などにおいて発生した熱を放熱部に伝導し、電気光学パネルの外部と熱交換して排出する。ここで、プリズム部が集光基板のうち画素領域の境界領域に沿って配置されているため、電気光学パネルの面内の中央部における熱を、電気光学パネルの外部に効率よく伝熱することができる。このとき、伝熱部の熱伝導率を集光基板よりも高くすることで、電気光学パネルにおける発熱を効率よく吸熱して電気光学パネルの外部に排出する。
また、プリズム部が画素領域の境界領域に向けて入射した光を画素領域に向けて反射することで、光が画素領域の境界領域に到達することを抑制する。これにより、画素領域の境界領域において、光の吸収による発熱を低減することができる。
したがって、電気光学パネルの冷却効率が向上して発熱による電気光学層の劣化を抑制し、電気光学装置の長寿命化が図れる。
ここで、放熱部は、一対の基板のうちの少なくとも一方に形成されていれば、プリズム部が形成された一方の基板である集光基板に形成されても、他方の基板に形成されても、双方の基板に形成されてもよい。
すなわち、伝熱部は、外部から照射された光を吸収することや電気光学パネルを駆動することによって電気光学層などにおいて発生した熱を放熱部に伝導し、電気光学パネルの外部と熱交換して排出する。ここで、プリズム部が集光基板のうち画素領域の境界領域に沿って配置されているため、電気光学パネルの面内の中央部における熱を、電気光学パネルの外部に効率よく伝熱することができる。このとき、伝熱部の熱伝導率を集光基板よりも高くすることで、電気光学パネルにおける発熱を効率よく吸熱して電気光学パネルの外部に排出する。
また、プリズム部が画素領域の境界領域に向けて入射した光を画素領域に向けて反射することで、光が画素領域の境界領域に到達することを抑制する。これにより、画素領域の境界領域において、光の吸収による発熱を低減することができる。
したがって、電気光学パネルの冷却効率が向上して発熱による電気光学層の劣化を抑制し、電気光学装置の長寿命化が図れる。
ここで、放熱部は、一対の基板のうちの少なくとも一方に形成されていれば、プリズム部が形成された一方の基板である集光基板に形成されても、他方の基板に形成されても、双方の基板に形成されてもよい。
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記プリズム部が、前記集光基板に形成された溝部によって構成されており、前記伝熱部が、前記溝部に充填された前記伝熱性材料で構成されていることが好ましい。
この発明では、溝部に伝熱性材料を充填することで、同じ伝熱性材料を溝部の一部に設けた場合と比較して電気光学パネルの内部と外部との間の伝熱性が向上する。したがって、電気光学パネルの冷却効率がより向上する。
この発明では、溝部に伝熱性材料を充填することで、同じ伝熱性材料を溝部の一部に設けた場合と比較して電気光学パネルの内部と外部との間の伝熱性が向上する。したがって、電気光学パネルの冷却効率がより向上する。
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記伝熱性材料が、金属材料であることとしてもよい。
この発明では、集光基板の内部からプリズム部に向けて入射する光を吸収することなく画素領域に向けて反射させる。これにより、外部から入射した光の光利用効率が向上する。
この発明では、集光基板の内部からプリズム部に向けて入射する光を吸収することなく画素領域に向けて反射させる。これにより、外部から入射した光の光利用効率が向上する。
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記放熱部が、前記集光基板よりも熱伝導率の高い放熱部材に接続され、該放熱部材を介して熱交換されることとしてもよい。
この発明では、伝熱部の放熱部から放熱部材を介して効率よく熱を外部に放出できる。
この発明では、伝熱部の放熱部から放熱部材を介して効率よく熱を外部に放出できる。
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記放熱部材に、前記電気光学パネルを収容する収容部と、前記電気光学パネルのうち前記複数の画素領域で構成される画像表示領域に対応する開口部とが形成されていることとしてもよい。
この発明では、収容部内に電気光学パネルを収容して伝熱部と放熱部材とを接続することで、伝熱部から放熱部材を介して効率よく熱を外部に放散できる。
この発明では、収容部内に電気光学パネルを収容して伝熱部と放熱部材とを接続することで、伝熱部から放熱部材を介して効率よく熱を外部に放散できる。
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記集光基板上に、前記電気光学層を駆動する一対の電極の一方が形成されていることが好ましい。
この発明では、集光基板上に電極を形成することで、伝熱部と電気光学層とがより接近する。このため、電気光学層における発熱をより効率よく伝熱部に伝導させ、液晶パネルの冷却効率をより向上させることができる。
この発明では、集光基板上に電極を形成することで、伝熱部と電気光学層とがより接近する。このため、電気光学層における発熱をより効率よく伝熱部に伝導させ、液晶パネルの冷却効率をより向上させることができる。
また、本発明にかかるプロジェクタは、上記記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。
この発明では、上述した電気光学装置を備えているので、電気光学パネルの冷却効率を向上させると共にプロジェクタの長寿命化が図れる。
この発明では、上述した電気光学装置を備えているので、電気光学パネルの冷却効率を向上させると共にプロジェクタの長寿命化が図れる。
［第１の実施形態］
以下、本発明による電気光学装置及びプロジェクタの第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。
以下、本発明による電気光学装置及びプロジェクタの第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。
（プロジェクタ）
まず、本実施形態のプロジェクタについて説明する。ここで、図１は、プロジェクタの概略構成図である。
プロジェクタ１０は、図１に示すように、観察者側に設けられたスクリーン１１に光を照射し、このスクリーン１１で反射した光を観察する、いわゆる投影型のプロジェクタである。そして、プロジェクタ１０は、光源１２と、ダイクロイックミラー１３、１４と、空間光変調装置（液晶装置）１５〜１７と、導光手段１８と、クロスダイクロイックプリズム１９と、投射光学系２０とを備えている。
まず、本実施形態のプロジェクタについて説明する。ここで、図１は、プロジェクタの概略構成図である。
プロジェクタ１０は、図１に示すように、観察者側に設けられたスクリーン１１に光を照射し、このスクリーン１１で反射した光を観察する、いわゆる投影型のプロジェクタである。そして、プロジェクタ１０は、光源１２と、ダイクロイックミラー１３、１４と、空間光変調装置（液晶装置）１５〜１７と、導光手段１８と、クロスダイクロイックプリズム１９と、投射光学系２０とを備えている。
光源１２は、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を供給する超高圧水銀ランプで構成されている。
ダイクロイックミラー１３は、光源１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１３、１４は、光源１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
ここで、ダイクロイックミラー１３と光源１２との間には、インテグレータ２１及び偏光変換素子２２が光源１２から順に配置されている。インテグレータ２１は、光源１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子２２は、光源１２からの光を例えばＳ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
ダイクロイックミラー１３は、光源１２からの赤色光を透過させると共に緑色光及び青色光を反射する構成となっている。また、ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させると共に緑色光を反射する構成となっている。このように、ダイクロイックミラー１３、１４は、光源１２から出射した光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する色分離光学系を構成する。
ここで、ダイクロイックミラー１３と光源１２との間には、インテグレータ２１及び偏光変換素子２２が光源１２から順に配置されている。インテグレータ２１は、光源１２から照射された光の照度分布を均一化する構成となっている。また、偏光変換素子２２は、光源１２からの光を例えばＳ偏光のような特定の振動方向を有する偏光にする構成となっている。
空間光変調装置１５は、ダイクロイックミラー１３を透過して反射ミラー２３で反射した赤色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、空間光変調装置１５は、λ／２位相差板１５ａ、第１偏光板１５ｂ、液晶パネル（電気光学パネル）１５ｃ及び第２偏光板１５ｄを備えている。ここで、空間光変調装置１５に入射する赤色光は、ダイクロイックミラー１３を透過しても光の偏光は変化しないことから、Ｓ偏光のままである。
λ／２位相差板１５ａは、空間光変調装置１５に入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１５ｂは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１５ｃは、Ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってＳ偏光に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１５ｄは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、Ｓ偏光の赤色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１５ｅに接した状態で配置されている。これにより、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂが発熱によって歪むことを回避できる。
λ／２位相差板１５ａは、空間光変調装置１５に入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１５ｂは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１５ｃは、Ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってＳ偏光に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１５ｄは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１５は、画像信号に応じて赤色光を変調し、Ｓ偏光の赤色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂは、偏光を変換させない透光性のガラス板１５ｅに接した状態で配置されている。これにより、λ／２位相差板１５ａ及び第１偏光板１５ｂが発熱によって歪むことを回避できる。
空間光変調装置１６は、ダイクロイックミラー１３で反射した後にダイクロイックミラー１４で反射した緑色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、空間光変調装置１６は、空間光変調装置１５と同様に、第１偏光板１６ｂ、液晶パネル（電気光学パネル）１６ｃ及び第２偏光板１６ｄを備えている。ここで、空間光変調装置１６に入射する緑色光は、ダイクロイックミラー１３、１４で反射されていることから、Ｓ偏光となっている。
第１偏光板１６ｂは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１６ｃは、Ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってＰ偏光に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１６ｄは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、Ｐ偏光の緑色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
第１偏光板１６ｂは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。また、液晶パネル１６ｃは、Ｓ偏光を画像信号に応じた変調によってＰ偏光に変換する構成となっている。そして、第２偏光板１６ｄは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１６は、画像信号に応じて緑色光を変調し、Ｐ偏光の緑色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
空間光変調装置１７は、ダイクロイックミラー１３で反射し、ダイクロイックミラー１４を透過した後で導光手段１８を経た青色光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶装置である。そして、空間光変調装置１７は、空間光変調装置１５、１６と同様に、λ／２位相差板１７ａ、第１偏光板１７ｂ、液晶パネル（電気光学パネル）１７ｃ及び第２偏光板１７ｄを備えている。ここで、空間光変調装置１７に入射する青色光は、ダイクロイックミラー１３で反射してダイクロイックミラー１４を透過した後に導光手段１８の後述する２つの反射ミラー２５ａ、２５ｂで反射することから、Ｓ偏光となっている。
λ／２位相差板１７ａは、空間光変調装置１７に入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１７ｂは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１７ｃは、Ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってＳ偏光に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１７ｄは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、Ｓ偏光の青色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１７ａ及び第１偏光板１７ｂは、ガラス板１７ｅに接した状態で配置されている。
λ／２位相差板１７ａは、空間光変調装置１７に入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する光学素子である。また、第１偏光板１７ｂは、Ｓ偏光を遮断してＰ偏光を透過させる偏光板である。そして、液晶パネル１７ｃは、Ｐ偏光を画像信号に応じた変調によってＳ偏光に変換する構成となっている。さらに、第２偏光板１７ｄは、Ｐ偏光を遮断してＳ偏光を透過させる偏光板である。したがって、空間光変調装置１７は、画像信号に応じて青色光を変調し、Ｓ偏光の青色光をクロスダイクロイックプリズム１９に向けて出射する構成となっている。
なお、λ／２位相差板１７ａ及び第１偏光板１７ｂは、ガラス板１７ｅに接した状態で配置されている。
導光手段１８は、リレーレンズ２４ａ、２４ｂ及び反射ミラー２５ａ、２５ｂを備えている。
リレーレンズ２４ａ、２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ２４ａは、ダイクロイックミラー１４と反射ミラー２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ２４ｂは、反射ミラー２５ａ、２５ｂの間に配置されている。
反射ミラー２５ａは、ダイクロイックミラー１４を透過してリレーレンズ２４ａから出射した青色光をリレーレンズ２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー２５ｂは、リレーレンズ２４ｂから出射した青色光を空間光変調装置１７に向けて反射するように配置されている。
リレーレンズ２４ａ、２４ｂは、青色光の光路が長いことによる光損失を防止するために設けられている。ここで、リレーレンズ２４ａは、ダイクロイックミラー１４と反射ミラー２５ａとの間に配置されている。また、リレーレンズ２４ｂは、反射ミラー２５ａ、２５ｂの間に配置されている。
反射ミラー２５ａは、ダイクロイックミラー１４を透過してリレーレンズ２４ａから出射した青色光をリレーレンズ２４ｂに向けて反射するように配置されている。また、反射ミラー２５ｂは、リレーレンズ２４ｂから出射した青色光を空間光変調装置１７に向けて反射するように配置されている。
クロスダイクロイックプリズム１９は、２つのダイクロイック膜１９ａ、１９ｂをＸ字型に直交配置した色合成光学系である。このダイクロイック膜１９ａは青色光を反射して緑色光を透過する膜であり、ダイクロイック膜１９ｂは赤色光を反射して緑色光を透過する膜である。したがって、クロスダイクロイックプリズム１９は、空間光変調装置１５〜１７のそれぞれで変調された赤色光と緑色光と青色光とを合成し、投射光学系２０に向けて出射するように構成されている。
なお、空間光変調装置１５、１７からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光は、Ｓ偏光となっている。また、空間光変調装置１６からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光は、Ｐ偏光となっている。このようにクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光の偏光を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１９において各空間光変調装置１５〜１７から出射した光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂはＳ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂで反射される赤色光及び青色光をＳ偏光とし、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂを透過する緑色光をＰ偏光としている。
投射光学系２０は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１９で合成された光をスクリーン１１に投射するように構成されている。
なお、空間光変調装置１５、１７からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光は、Ｓ偏光となっている。また、空間光変調装置１６からクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光は、Ｐ偏光となっている。このようにクロスダイクロイックプリズム１９に入射する光の偏光を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１９において各空間光変調装置１５〜１７から出射した光を有効に合成できる。ここで、一般に、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂはＳ偏光の反射特性に優れている。このため、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂで反射される赤色光及び青色光をＳ偏光とし、ダイクロイック膜１９ａ、１９ｂを透過する緑色光をＰ偏光としている。
投射光学系２０は、投影レンズ（図示略）を有しており、クロスダイクロイックプリズム１９で合成された光をスクリーン１１に投射するように構成されている。
（液晶パネル）
次に、本実施形態の液晶パネル１５ｃ〜１７ｃについて説明する。なお、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃは、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成が同一である。したがって、以下、液晶パネル１５ｃを代表例として説明する。ここで、図２は液晶パネルの全体構成図、図３は液晶パネルの部分斜視図、図４は液晶パネルの断面図、図５は対向基板の裏面図である。なお、図２では、対向基板を省略して図示している。
次に、本実施形態の液晶パネル１５ｃ〜１７ｃについて説明する。なお、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃは、変調する光の波長領域が異なるだけであって、その基本的構成が同一である。したがって、以下、液晶パネル１５ｃを代表例として説明する。ここで、図２は液晶パネルの全体構成図、図３は液晶パネルの部分斜視図、図４は液晶パネルの断面図、図５は対向基板の裏面図である。なお、図２では、対向基板を省略して図示している。
液晶パネル１５ｃは、図２から図４に示すように、対向基板（一方の基板）３１とＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）基板（他方の基板）３２とを備えており、シール材３３で対向基板３１とＴＦＴ基板３２とを貼り合わせている。また、液晶パネル１５ｃは、ＴＦＴ基板３２、対向基板３１及びシール材３３で区画された領域に封止された液晶層（電気光学層）３４を有している。そして、液晶パネル１５ｃのうちシール材３３の形成領域の内側には、周辺見切りとなる周辺遮光膜３５が形成されている。
対向基板３１は、図３及び図４に示すように、基板本体（集光基板）４１と、基板本体４１の液晶層３４側の表面に形成された対向電極４２及び配向膜４３とを備えている。
基板本体４１は、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。また、基板本体４１のうち液晶層３４側の内部には、複数のプリズム部４４からなるプリズム群４５が形成されている。なお、基板本体４１としては、上述したガラスに限らず、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）など、他の透光性材料を用いてもよい。
基板本体４１は、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。また、基板本体４１のうち液晶層３４側の内部には、複数のプリズム部４４からなるプリズム群４５が形成されている。なお、基板本体４１としては、上述したガラスに限らず、石英やホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、クラウンガラス（白板ガラス）など、他の透光性材料を用いてもよい。
複数のプリズム部４４は、基板本体４１のうち平面視で後述する画素電極（電極）６２、信号線（図示略）及び走査線（図示略）で区画される画素領域の境界領域と重なる位置に格子状に形成されている。すなわち、複数のプリズム部４４は、平面視で上記画素電極６２、信号線及び走査線と重なるように形成されている。そして、各プリズム部４４の間に形成されて平面視で画素領域と重なる領域が上記プリズム群４５の開口部４５ａとなっている。
プリズム部４４は、基板本体４１に形成された溝部５１によって構成されている。この溝部５１は、断面がほぼ二等辺三角形状であって、斜面部５１ａ、５１ｂを有している。そして、プリズム部４４は、溝部５１の斜面部５１ａ、５１ｂにおいて、基板本体４１の内部からプリズム部４４に向けて入射する光を上記画素領域に向けて反射させる構成となっている。ここで、プリズム部４４は、画素領域と対応するように格子状に形成されているため、基板本体４１の内部から入射する光のうち画素領域の境界領域に向かう光を反射して画素領域に向かわせることで、光利用効率を向上させる集光手段として機能する。
また、プリズム部４４を構成する溝部５１には、基板本体４１よりも高い熱伝導率を有する伝熱性材料が充填されている。そして、溝部５１内に充填された伝熱性材料によって、伝熱部５２が構成されている。
伝熱部５２を構成する伝熱性材料としては、基板本体４１を構成するガラスよりも高い熱伝導率を有していればよく、例えばＡｌ（アルミニウム：熱伝導率２４０Ｗ／ｍＫ（１００℃））やＡｇ（銀：熱伝導率４２２Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ａｕ（金：熱伝導率３１３Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｃｕ（銅：熱伝導率３９５Ｗ／ｍＫ（１００℃））、真鍮（熱伝導率１２８Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｍｇ（マグネシウム：熱伝導率１５４Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｍｏ（モリブデン：熱伝導率１３５Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｂｅ（ベリリウム：熱伝導率１６８Ｗ／ｍＫ（１００℃））などを含む金属材料やＣ（炭素）を含むダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：熱伝導率７００Ｗ／ｍＫ）材料などが挙げられる。なお、伝熱性材料としては、基板本体４１よりも高い熱伝導率を有していればよく、Ｃｒ（クロム）やＰｔ（白金）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）など他の金属材料や炭素を含む材料などを用いてもよい。
ここで、プリズム部４４は、溝部５１内に充填される伝熱性材料として金属材料など光源１２から照射される光を透過しない材料を用いた場合に、基板本体４１の内部から入射する光のうち上記画素領域の境界領域に向かう光を遮光することで、遮光手段として機能する。
伝熱部５２を構成する伝熱性材料としては、基板本体４１を構成するガラスよりも高い熱伝導率を有していればよく、例えばＡｌ（アルミニウム：熱伝導率２４０Ｗ／ｍＫ（１００℃））やＡｇ（銀：熱伝導率４２２Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ａｕ（金：熱伝導率３１３Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｃｕ（銅：熱伝導率３９５Ｗ／ｍＫ（１００℃））、真鍮（熱伝導率１２８Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｍｇ（マグネシウム：熱伝導率１５４Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｍｏ（モリブデン：熱伝導率１３５Ｗ／ｍＫ（１００℃））、Ｂｅ（ベリリウム：熱伝導率１６８Ｗ／ｍＫ（１００℃））などを含む金属材料やＣ（炭素）を含むダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：熱伝導率７００Ｗ／ｍＫ）材料などが挙げられる。なお、伝熱性材料としては、基板本体４１よりも高い熱伝導率を有していればよく、Ｃｒ（クロム）やＰｔ（白金）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｉ（ニッケル）など他の金属材料や炭素を含む材料などを用いてもよい。
ここで、プリズム部４４は、溝部５１内に充填される伝熱性材料として金属材料など光源１２から照射される光を透過しない材料を用いた場合に、基板本体４１の内部から入射する光のうち上記画素領域の境界領域に向かう光を遮光することで、遮光手段として機能する。
また、図５に示すように、基板本体４１のうち平面視でＴＦＴ基板３２から張り出している領域にも、上述した伝熱性材料が伝熱部５２と接続するように層状に形成されており、放熱部５３を構成している。このため、液晶パネル１５ｃは、基板本体４１の中央部と外縁部との間での熱交換が可能となっている。なお、図５では、伝熱性材料が設けられた領域にハッチングを施している。
配向膜４３は、例えばポリイミド膜などの透光性の有機膜にラビング処理などの所定の配向処理を施すことで形成されている。
また、対向基板３１のうち液晶層３４から離間する側の表面には、防塵ガラス５５が透光性を有する接着層５６によって接着固定されている。ここで、接着層５６としては、例えば、基板本体４１及び防塵ガラス５５に対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。
そして、対向基板３１のうち平面視でシール材３３の角部と重なる箇所には、図２に示すように、対向基板３１とＴＦＴ基板３２との間で電気的な導通をとるための基板間導通材５７が配設されている。
また、対向基板３１のうち液晶層３４から離間する側の表面には、防塵ガラス５５が透光性を有する接着層５６によって接着固定されている。ここで、接着層５６としては、例えば、基板本体４１及び防塵ガラス５５に対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。
そして、対向基板３１のうち平面視でシール材３３の角部と重なる箇所には、図２に示すように、対向基板３１とＴＦＴ基板３２との間で電気的な導通をとるための基板間導通材５７が配設されている。
ＴＦＴ基板３２は、図２から図４に示すように、基板本体６１と、基板本体６１の液晶層３４側の表面に形成された画素電極６２、画素電極を駆動するＴＦＴ素子６３及び配向膜６４とを備えている。
基板本体６１は、基板本体４１と同様に、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。
基板本体６１は、基板本体４１と同様に、例えばガラスなどの透光性材料によって構成されている。
画素電極６２は、図３及び図４に示すように、基板本体６１上にマトリックス状に複数配置されており、平面視でプリズム群４５の開口部４５ａと重なる領域であってプリズム部４４と重ならない領域に配置されている。また、画素電極６２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）膜などの透光性の導電材料によって構成されている。
ＴＦＴ素子６３は、基板本体６１上に画素電極６２のそれぞれと対応するように複数配置されており、平面視でプリズム部４４と重なる領域に配置されている。また、ＴＦＴ素子６３は、基板本体６１上に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜から形成されている。
配向膜６４は、配向膜４３と同様に、透光性の有機膜にラビング処理などの所定の配向処理を施すことで形成されている。ここで、配向膜４３、６４は、互いの配向方向がほぼ直交するように形成されている。
ＴＦＴ素子６３は、基板本体６１上に画素電極６２のそれぞれと対応するように複数配置されており、平面視でプリズム部４４と重なる領域に配置されている。また、ＴＦＴ素子６３は、基板本体６１上に部分的に形成された非晶質ポリシリコン膜または非晶質ポリシリコン膜を結晶化させたポリシリコン膜から形成されている。
配向膜６４は、配向膜４３と同様に、透光性の有機膜にラビング処理などの所定の配向処理を施すことで形成されている。ここで、配向膜４３、６４は、互いの配向方向がほぼ直交するように形成されている。
また、基板本体６１の液晶層３４側の表面のうち平面視でシール材３３の形成領域の内側となる領域には、各画素電極６２やＴＦＴ素子６３を接続する信号線（図示略）や走査線（図示略）が形成されている。この信号線及び走査線は、平面視でプリズム部４４と重なる領域に形成されている。そして、ＴＦＴ素子６３や上記信号線、走査線によって画素領域が区画され、平面視でプリズム部４４と重ならない領域によって画素領域が形成され、プリズム部４４と重なる領域によって画素領域の境界領域が形成される。また、これら画素領域によって画像表示領域が形成される。
また、ＴＦＴ基板３２のうち液晶層３４から離間する側の表面には、防塵ガラス６５が透光性を有する接着層６６によって接着固定されている。ここで、接着層６６としては、接着層５６と同様に、例えば、基板本体６１及び防塵ガラス６５に対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。
また、ＴＦＴ基板３２のうち液晶層３４から離間する側の表面には、防塵ガラス６５が透光性を有する接着層６６によって接着固定されている。ここで、接着層６６としては、接着層５６と同様に、例えば、基板本体６１及び防塵ガラス６５に対して屈折率がほぼ等しく、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることができる。
また、図２に示すように、ＴＦＴ基板３２のうち平面視でシール材３３の形成領域の外側となる領域には、データ線駆動回路７１及び外部回路実装端子７２がＴＦＴ基板３２の一辺に沿って形成されている。そして、ＴＦＴ基板３２のうち上記領域には、走査線駆動回路７３がＴＦＴ基板３２の上記一辺に隣接する２辺に沿って形成されている。さらに、ＴＦＴ基板３２のうち上記領域には、上記画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路７３の間を接続するための複数の配線７４が設けられている。
なお、データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴ基板３２の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
なお、データ線駆動回路７１及び走査線駆動回路７３をＴＦＴ基板３２の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴ基板３２の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続してもよい。
液晶層３４は、図２から図４に示すように、配向膜４３、６４の間で所定の配向状態となっている。この液晶層３４の液晶モードとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのほか、ＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードなどを採用することができる。
以上のような構成の液晶パネル１５ｃは、図６に示すように、筐体（放熱部材）８１内に収納されている。この筐体８１は、平面視ほぼ矩形状の枠部材であって、例えば黒色などの遮光性を有し、基板本体４１よりも高い熱伝導性を有する合成樹脂などによって構成されている。
筐体８１の中央部には、表裏を貫通するように平面視で矩形状の孔部８１ａが形成されている。そして、筐体８１には、筐体８１の側面と孔部８１ａとを連通する連通孔（図示略）が形成されている。このため、筐体８１は、この連通孔に沿って液晶パネル１５ｃをスライドさせることによって液晶パネル１５ｃを孔部８１ａ内に収容する構成となっている。そして、孔部８１ａによって、液晶パネル１５ｃを収容する収容部が構成されている。
また、筐体８１のうち孔部８１ａの開口端には、孔部８１ａの開口端の中央に向けて突出する突出部８２ａ、８２ｂがそれぞれ形成されている。この突出部８２ａ、８２ｂによって形成される開口部の大きさは、液晶パネル１５ｃの画像表示領域の大きさと同等となっている。したがって、この突出部８２ａ、８２ｂによって、液晶パネル１５ｃの画像表示領域に対応する開口部が構成されている。
また、筐体８１のうち孔部８１ａの開口端には、孔部８１ａの開口端の中央に向けて突出する突出部８２ａ、８２ｂがそれぞれ形成されている。この突出部８２ａ、８２ｂによって形成される開口部の大きさは、液晶パネル１５ｃの画像表示領域の大きさと同等となっている。したがって、この突出部８２ａ、８２ｂによって、液晶パネル１５ｃの画像表示領域に対応する開口部が構成されている。
また、筐体８１の孔部８１ａの内周壁には、段差部８３が形成されている。この段差部８３は、対向基板３１とＴＦＴ基板３２との大きさに合わせて形成されており、少なくとも一部が対向基板３１を構成する基板本体４１の外縁部に形成された放熱部５３と接触する構成となっている。ここで、筐体８１に収容される液晶パネル１５ｃと段差部８３との間に、導電性グリースを充填してもよい。これにより、基板本体４１の外縁部における放熱部５３と筐体８１との間に微小な間隙が形成されている場合であっても、導電性グリースがこの間隙を埋めると共に、両者の熱的接触をより確実に行うことができる。
（液晶パネルの製造方法）
次に、以上のような構成の液晶パネル１５ｃの製造方法について説明する。
まず、以下のようにして、基板本体４１に溝部５１を形成する。
最初に、基板本体４１上にレジスト層８５を形成する（図７（ａ））。ここでは、基板本体４１と同様に透光性材料で構成された基板本体４１上に、スピンコーティング法などによって厚さが例えば５０μｍ〜２００μｍのレジスト層８５を形成する。このレジスト層８５としては、例えばＳＵ−８やＫＭＰＲ（いずれもマイクロケム社の登録商標）を用いることができる。
次に、以上のような構成の液晶パネル１５ｃの製造方法について説明する。
まず、以下のようにして、基板本体４１に溝部５１を形成する。
最初に、基板本体４１上にレジスト層８５を形成する（図７（ａ））。ここでは、基板本体４１と同様に透光性材料で構成された基板本体４１上に、スピンコーティング法などによって厚さが例えば５０μｍ〜２００μｍのレジスト層８５を形成する。このレジスト層８５としては、例えばＳＵ−８やＫＭＰＲ（いずれもマイクロケム社の登録商標）を用いることができる。
そして、レジスト層８５のパターニングを行う（図７（ｂ））。ここでは、レジスト層８５上に所定の形状の開口が形成されたマスク（図示略）を配置し、レジスト層８５を露光、現像することで上記マスクの開口領域と同様の形状をパターニングする。パターニング後、約６０分、約１００℃でベーキングを行う。
次に、基板本体４１にドライエッチングを行う（図７（ｃ））。ここでは、レジスト層８５をハードマスクとし、例えば高密度プラズマを形成可能なＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductive Coupled Plasma-Reactive Ion Etching：誘導結合プラズマ−反射型イオンエッチング）法などのドライエッチング法を用いる。これにより、基板本体４１に断面が二等辺三角形状の溝部５１が形成される。ここで、エッチャントガスとしては、ガラスを化学的にエッチングするＣ４Ｆ８（オクタフルオロシクロブテン）やＣＨＦ３（トリフルオルメタン）などのフッ化系ガスが挙げられる。また、エッチング時に基板本体４１の温度を設定することで溝部５１の傾斜角を所望の角度に設定することができる。
ここで、基板本体４１の材料及びレジスト層８５の材料をエッチングの選択比が例えば４：１となるように選択することで、レジスト層８５の厚みに対してほぼ４倍の深さを有する溝部５１を基板本体４１に形成することができる。また、エッチング環境によるレジストの炭化を防止することを目的として、チラーを用いて基板本体４１を冷却することや、エッチングサイクル間に冷却時間を設けることとしてもよい。ＳＵ−８（登録商標）を用いるドライエッチングプロセスは、例えば、Takayuki Fukasawaらの「Deep Dry Etching of Quartz Plate Over 100μm in Depth Employing Ultra-Thick Photoresist(SU-8)」(Japanese Journal of Applied Physics.Vol.42(2003)pp3702-3706、The Japan Society of Applied Physics)に掲載されている。このようにして形成された溝部５１の壁面がプリズム部４４の斜面部５１ａ、５１ｂとなる。以上のようにして、基板本体４１に溝部５１を形成する。
次に、以下のようにして、溝部５１内に伝熱性材料を充填する。
まず、溝部５１に伝熱性材料８６を充填する（図７（ｄ））。ここでは、基板本体４１に形成された溝部５１に無電解メッキ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法、スパッタ法などを用いて伝熱性材料８６を溝部５１に充填する。そして、リフトオフ工程によりレジスト層８５を除去する（図７（ｅ））。その後、基板本体４１の表面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization：化学的機械研磨）法などを用いて研磨する（図７（ｆ））。これにより、伝熱部５２が形成される。以上のようにして、溝部５１内に伝熱性材料８６を充填する。このとき、基板本体４１の外縁部には、放熱部５３が伝熱部５２と同時に形成される。
まず、溝部５１に伝熱性材料８６を充填する（図７（ｄ））。ここでは、基板本体４１に形成された溝部５１に無電解メッキ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法、スパッタ法などを用いて伝熱性材料８６を溝部５１に充填する。そして、リフトオフ工程によりレジスト層８５を除去する（図７（ｅ））。その後、基板本体４１の表面を、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization：化学的機械研磨）法などを用いて研磨する（図７（ｆ））。これにより、伝熱部５２が形成される。以上のようにして、溝部５１内に伝熱性材料８６を充填する。このとき、基板本体４１の外縁部には、放熱部５３が伝熱部５２と同時に形成される。
その後、基板本体４１の表面に対向電極４２や配向膜４３を形成することで、対向基板３１を製作する。そして、別途製作したＴＦＴ基板３２と貼り合わせ、液晶層３４を対向基板３１とＴＦＴ基板３２との間に封止することで、液晶パネル１５ｃを製造する。
（液晶パネルの作用）
以上のような構成の空間光変調装置１５において、光源１２からの光が入射すると、液晶パネル１５ｃの対向基板３１は、以下のようにして光を画素領域に向けて出射させる。なお、図８において、光線は屈折率差のある界面で反射または屈折するが、説明を簡略化するために屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
まず、プリズム部４４を経由することなくプリズム群４５の開口部４５ａへ直接入射する光線について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、対向基板３１を構成する基板本体４１へ入射面から入射する。そして、光線Ｌ１は、基板本体４１を透過し、開口部４５ａから対向電極４２、液晶層３４及びＴＦＴ基板３２を透過する。ここで、液晶パネル１５ｃに供給された画像信号に応じて液晶層３４で変調された光線Ｌ１は、接着層６６及び防塵ガラス６５を透過して出射する。ここで、光線Ｌ１の出射角度は、投射光学系２０を構成する上記投影レンズの開口率ＮＡで定まる最大角度よりも小さいため、光線Ｌ１がスクリーン１１へ投射される。
以上のような構成の空間光変調装置１５において、光源１２からの光が入射すると、液晶パネル１５ｃの対向基板３１は、以下のようにして光を画素領域に向けて出射させる。なお、図８において、光線は屈折率差のある界面で反射または屈折するが、説明を簡略化するために屈折率差が微小な界面では光線を直進させて光路を示している。
まず、プリズム部４４を経由することなくプリズム群４５の開口部４５ａへ直接入射する光線について説明する。空気中を進行してきた光線Ｌ１は、対向基板３１を構成する基板本体４１へ入射面から入射する。そして、光線Ｌ１は、基板本体４１を透過し、開口部４５ａから対向電極４２、液晶層３４及びＴＦＴ基板３２を透過する。ここで、液晶パネル１５ｃに供給された画像信号に応じて液晶層３４で変調された光線Ｌ１は、接着層６６及び防塵ガラス６５を透過して出射する。ここで、光線Ｌ１の出射角度は、投射光学系２０を構成する上記投影レンズの開口率ＮＡで定まる最大角度よりも小さいため、光線Ｌ１がスクリーン１１へ投射される。
続いて、プリズム部４４を経由してプリズム群４５の開口部４５ａへ入射する光線について説明する。基板本体４１に入射した光線Ｌ２は、基板本体４１中を進行してプリズム部４４の斜面部５１ａに入射する。ここで、プリズム部４４は、基板本体４１に形成された溝部５１で構成されており、この溝部５１に伝熱性材料として金属材料が充填されている。このため、光線Ｌ２は、斜面部５１ａからプリズム部４４内に入射することなく、斜面部５１ａで反射され、プリズム群４５の開口部４５ａに向けて偏向される。そして、開口部４５ａへ入射された光線Ｌ２は、上述と同様に、ＴＦＴ基板３２、接着層６６及び防塵ガラス６５を透過する。
以上のようにして、対向基板３１は、入射した光を画素領域に向けて出射させる。したがって、上記画素領域の境界領域に配置されているＴＦＴ素子６３に光が照射されることを防止して、ＴＦＴ素子６３が光を吸収することによって発熱して誤動作などの発生を防止する。ここで、光線Ｌ１は、光路を大きく変換されることなく液晶パネル１５ｃから出射する。また、プリズム部４４がマイクロレンズと異なり集光機能を有していないため、光線Ｌ２は、その出射角度が入射角度よりと比較して著しく異なることがない。したがって、液晶パネル１５ｃから出射する、変調された光もほぼ平行光となっている。
次に、空間光変調装置１５による液晶パネル１５ｃの冷却方法について説明する。空間光変調装置１５では、液晶パネル１５ｃにおいて発生した熱を伝熱部５２及び放熱部５３によって筐体８１まで伝導させ、筐体８１で放散する。すなわち、光源１２から光が照射することや、液晶パネル１５ｃを駆動することによって液晶パネル１５ｃが発熱し、液晶層３４や配向膜４３、６４が高温状態となる。そして、伝熱部５２は、液晶層３４や配向膜４３、６４から熱を吸収し、伝熱部５２に沿って放熱部５３を介して液晶パネル１５ｃの外部に設けられている筐体８１まで熱を伝導する。その後、伝熱部５２によって液晶パネル１５ｃの外部まで伝導された熱は、筐体８１によって空間光変調装置１５の外部に放散される。
ここで、液晶層３４と近接した位置に設けられている基板本体４１に伝熱部５２が形成されていることから、液晶層３４や配向膜４３、６４の熱が効率よく伝熱部５２に伝導される。また、伝熱部５２が上記画素領域の境界領域に沿って配置されているので、液晶パネル１５ｃの中央部において発生した熱も伝熱部５２によって効率よく液晶パネル１５ｃの外部に伝導される。さらに、対向基板３１を構成する基板本体４１の外縁部に形成されている放熱部５３と筐体８１とが段差部８３において接触しているため、液晶パネル１５ｃと筐体８１との間の熱的接触が確保されているので、液晶パネル１５ｃから筐体８１に伝導した熱が筐体８１から外部に効率よく放散される。
以上のようにして、液晶パネル１５ｃを冷却する。このため、液晶パネル１５ｃの液晶層３４や配向膜４３、６４が長時間にわたって高温状態で保持されることを回避し、液晶層３４を構成する液晶分子や配向膜４３、６４を構成する有機材料を劣化させることを防止する。
以上のようにして、液晶パネル１５ｃを冷却する。このため、液晶パネル１５ｃの液晶層３４や配向膜４３、６４が長時間にわたって高温状態で保持されることを回避し、液晶層３４を構成する液晶分子や配向膜４３、６４を構成する有機材料を劣化させることを防止する。
以上のように、本実施形態における空間光変調装置１５〜１７及びプロジェクタ１０によれば、液晶層３４の近傍であって画素領域の境界領域に沿って伝熱部５２を配置しており、伝熱部５２から放熱部５３を介して空間光変調装置１５〜１７の外部との熱交換による放熱が効率よく行われる。これにより、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃの冷却効率の向上が図れる。したがって、発熱による液晶層３４や配向膜４３、６４などの劣化を抑制し、空間光変調装置１５〜１７の長寿命化が図れる。
ここで、基板本体４１の液晶層３４側の表面に対向電極４２を形成することで、伝熱部と液晶層３４とが近接して配置されるので、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃの冷却効率がより向上する。
ここで、基板本体４１の液晶層３４側の表面に対向電極４２を形成することで、伝熱部と液晶層３４とが近接して配置されるので、液晶パネル１５ｃ〜１７ｃの冷却効率がより向上する。
なお、本実施形態では、基板本体４１に形成された溝部５１に、無電解メッキ法やＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて伝熱性材料を充填しているが、以下のようにして伝熱性材料を充填してもよい。ここで、伝熱性材料としては、金属材料などの伝熱性材料の微粒子を樹脂材料内に分散させた伝熱性樹脂材料を用いている。この樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂などで構成されており、紫外線を照射することで硬化する材料となっている。
まず、溝部５１が形成された基板本体４１を真空チャンバ１００の基台１０１上に載置し、基板本体４１上に充填型１０２を配置する（図９（ａ））。この状態で、真空チャンバ１００の通気口１０３に設けられたポンプ１０４を駆動させてバルブ１０５を開き、真空チャンバ１００の内圧を約１８Ｐａ以下に減圧する。このとき、バルブ１０６を閉状態としておく。
そして、ヒータ１０７を駆動させて真空チャンバ１００内を約６０℃に加熱し、あらかじめ軟化点温度まで加熱して軟化された伝熱性樹脂材料１０８を充填型１０２に注ぎ込む（図９（ｂ））。これと同時に、基台１０１に設けられた伝熱線などの加熱機構１０１ａを作動させ、基台１０１を介して基板本体４１を真空チャンバ１００内の温度とほぼ等しくなるように約６０℃に加熱する。
そして、ヒータ１０７を駆動させて真空チャンバ１００内を約６０℃に加熱し、あらかじめ軟化点温度まで加熱して軟化された伝熱性樹脂材料１０８を充填型１０２に注ぎ込む（図９（ｂ））。これと同時に、基台１０１に設けられた伝熱線などの加熱機構１０１ａを作動させ、基台１０１を介して基板本体４１を真空チャンバ１００内の温度とほぼ等しくなるように約６０℃に加熱する。
次に、バルブ１０６を開き、真空チャンバ１００内の圧力を６００Ｐａ程度まで加圧し、真空チャンバ１００内を大気開放する（図１０（ａ））。この大気開放によって、伝熱性樹脂材料１０８の図中上側の表面に大気圧が加わり、この圧力によって基板本体４１上に形成された溝部５１内に伝熱性樹脂材料１０８が流れ込む。溝部５１に流れ込んだ後は、毛細管現象によって溝部５１に沿って伝熱性樹脂材料１０８が広がっていく。このように、流動性材料を用いることで、溝部５１への充填が容易に行える。
続いて、例えば石英などの透光性材料で形成された加圧板１０９を充填型１０２上に載置し、充填型１０２で基板本体４１を押圧させる（図１０（ｂ））。充填型１０２が基板本体４１を押圧することで、伝熱性樹脂材料１０８の表面が表面張力によって溝部５１からはみ出すことが防止できる。この状態で紫外線ランプ１１０を点灯し、伝熱性樹脂材料１０８を硬化させる。このように伝熱性樹脂材料１０８を硬化させることで、伝熱部５２が形成される。その後、充填型１０２を基板本体４１から離間させる。以上のようにして、伝熱性材料を溝部５１内に充填する。
また、伝熱性材料として伝熱性樹脂材料１０８を用いた場合には、上記の製造方法のほか、スピンコーティング法やインクジェット法など、他の方法によって溝部５１に伝熱性樹脂材料１０８を充填してもよい。
［第２の実施形態］
次に、本発明による電気光学装置及びプロジェクタの第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態とプリズム部の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明による電気光学装置及びプロジェクタの第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態とプリズム部の構成が異なるため、この点を中心に説明すると共に、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
（プリズム部）
本実施形態におけるプリズム部１２０は、図１１に示すように、基板本体４１の溝部５１上に膜状の伝熱部１２１が形成されており、溝部５１の開口領域に封止材１２２が充填されている。
膜状の伝熱部１２１は、上述した第１の実施形態と同様に、金属材料やＤＬＣ材料などが用いられており、スパッタ法などによって形成されている。例えば、伝熱部１２１を構成する伝熱性材料としてＤＬＣ材料を用いた場合には、その膜厚が例えば５ｎｍ〜３００ｎｍとなっている。なお、伝熱部１２１は、基板本体４１のうち平面視でＴＦＴ基板３２から張り出している領域にも形成されている。
封止材１２２は、例えばアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂などで構成されている。封止材１２２の充填方法は、例えば上述と同様の方法を用いることができる。
また、基板本体４１のうち外縁部においても、上述した第１の実施形態と同様に、伝熱部１２１が形成されている。
本実施形態におけるプリズム部１２０は、図１１に示すように、基板本体４１の溝部５１上に膜状の伝熱部１２１が形成されており、溝部５１の開口領域に封止材１２２が充填されている。
膜状の伝熱部１２１は、上述した第１の実施形態と同様に、金属材料やＤＬＣ材料などが用いられており、スパッタ法などによって形成されている。例えば、伝熱部１２１を構成する伝熱性材料としてＤＬＣ材料を用いた場合には、その膜厚が例えば５ｎｍ〜３００ｎｍとなっている。なお、伝熱部１２１は、基板本体４１のうち平面視でＴＦＴ基板３２から張り出している領域にも形成されている。
封止材１２２は、例えばアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、ポリイミド系樹脂などで構成されている。封止材１２２の充填方法は、例えば上述と同様の方法を用いることができる。
また、基板本体４１のうち外縁部においても、上述した第１の実施形態と同様に、伝熱部１２１が形成されている。
このような構成のプリズム部１２０を有する液晶パネル及びプロジェクタにおいても、上述した第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、集光基板に形成されてプリズム部を構成する溝部の断面形状は、プリズム部によって液晶パネルの画素領域に光を集光できればよく、二等辺三角形状に限らず、例えば以下に示すような他の形状であってもよい。
図１２（ａ）に示す溝部２０１は、断面において曲率半径が一定の曲線である曲面２０１ａ、２０１ｂを有している。ここで、図１２（ｂ）に示すように、曲面２０２ａ、２０２ｂの断面における曲率半径が一定でない溝部２０２としてもよく、図１２（ｃ）に示すように、先端部の断面が水平の直線である溝部２０３としてもよい。また、図１２（ｄ）に示すように、断面が開口端を基準として集光基板の厚さ方向に延びる垂線よりも一部が外側に位置する曲面２０４ａ、２０４ｂを有する溝部２０４としてもよい。
また、図１３（ａ）に示す溝部２０６は、断面が１箇所で屈曲する屈曲線である屈曲面２０６ａ、２０６ｂを有している。ここで、図１３（ｂ）に示すように、断面が複数箇所で屈曲する屈曲線である屈曲面２０７ａ、２０７ｂを有する溝部２０７としてもよく、図１３（ｃ）に示すように、先端部の断面が水平の直線である溝部２０８としてもよい。また、図１３（ｄ）に示すように、断面が開口端を基準として集光基板の厚さ方向に延びる垂線よりも一部が外側に位置する屈曲面２０９ａ、２０９ｂを有する溝部２０９としてもよい。
そして、図１４（ａ）に示す溝部２１１は、断面が開口端側で直線であって先端部側で曲線である曲面２１１ａ、２１１ｂを有している。ここで、図１４（ｂ）に示すように、断面が開口端側で曲線であって先端部側で直線である曲面２１２ａ、２１２ｂを有する溝部２１２としてもよく、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、断面が連続する複数の曲線である曲面２１３ａ、２１３ｂを有する溝部２１３や曲面２１４ａ、２１４ｂを有する溝部２１４としてもよい。
さらに、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すような溝部２１６〜２１８としてもよい。
例えば、集光基板に形成されてプリズム部を構成する溝部の断面形状は、プリズム部によって液晶パネルの画素領域に光を集光できればよく、二等辺三角形状に限らず、例えば以下に示すような他の形状であってもよい。
図１２（ａ）に示す溝部２０１は、断面において曲率半径が一定の曲線である曲面２０１ａ、２０１ｂを有している。ここで、図１２（ｂ）に示すように、曲面２０２ａ、２０２ｂの断面における曲率半径が一定でない溝部２０２としてもよく、図１２（ｃ）に示すように、先端部の断面が水平の直線である溝部２０３としてもよい。また、図１２（ｄ）に示すように、断面が開口端を基準として集光基板の厚さ方向に延びる垂線よりも一部が外側に位置する曲面２０４ａ、２０４ｂを有する溝部２０４としてもよい。
また、図１３（ａ）に示す溝部２０６は、断面が１箇所で屈曲する屈曲線である屈曲面２０６ａ、２０６ｂを有している。ここで、図１３（ｂ）に示すように、断面が複数箇所で屈曲する屈曲線である屈曲面２０７ａ、２０７ｂを有する溝部２０７としてもよく、図１３（ｃ）に示すように、先端部の断面が水平の直線である溝部２０８としてもよい。また、図１３（ｄ）に示すように、断面が開口端を基準として集光基板の厚さ方向に延びる垂線よりも一部が外側に位置する屈曲面２０９ａ、２０９ｂを有する溝部２０９としてもよい。
そして、図１４（ａ）に示す溝部２１１は、断面が開口端側で直線であって先端部側で曲線である曲面２１１ａ、２１１ｂを有している。ここで、図１４（ｂ）に示すように、断面が開口端側で曲線であって先端部側で直線である曲面２１２ａ、２１２ｂを有する溝部２１２としてもよく、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、断面が連続する複数の曲線である曲面２１３ａ、２１３ｂを有する溝部２１３や曲面２１４ａ、２１４ｂを有する溝部２１４としてもよい。
さらに、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すような溝部２１６〜２１８としてもよい。
また、対向基板を構成する基板本体によって集光基板を構成してプリズム部を形成しているが、プリズム部を形成した集光基板を、対向基板の液晶層から離間する側の表面に別途配置してもよい。
また、対向基板を構成する基板本体の液晶層側の表面に、平面視で画素領域と重なる領域に開口部を有する遮光膜を形成してもよい。これにより、プリズム部を構成する溝部に伝熱性材料として透光性を有する材料を設けた場合であって、プリズム部に光が進入するようなときでも、遮光膜でこの光を遮光する。したがって、平面視で画素領域の境界領域と対応する領域に光を出射させることを防止できる。
また、対向基板に形成された放熱部と筐体とが直接接触しているが、ＴＦＴ基板に放熱部を設け、この放熱部を筐体に接触させることで、伝熱部の筐体を介した熱交換を行ってもよい。
また、対向基板を構成する基板本体の液晶層側の表面に、平面視で画素領域と重なる領域に開口部を有する遮光膜を形成してもよい。これにより、プリズム部を構成する溝部に伝熱性材料として透光性を有する材料を設けた場合であって、プリズム部に光が進入するようなときでも、遮光膜でこの光を遮光する。したがって、平面視で画素領域の境界領域と対応する領域に光を出射させることを防止できる。
また、対向基板に形成された放熱部と筐体とが直接接触しているが、ＴＦＴ基板に放熱部を設け、この放熱部を筐体に接触させることで、伝熱部の筐体を介した熱交換を行ってもよい。
また、電気光学装置を液晶装置としているが、液晶装置に限らず、電界により物質の屈折率が変化して光の透過率を変化させる電気光学効果を有するものの他、電気エネルギーを光学エネルギーに変換するものなどとしてもよい。例えば、有機ＥＬ（Electroluminescence）を用いる有機ＥＬ装置や無機ＥＬを用いる無機ＥＬ装置、電気光学物質としてプラズマ用ガスを用いるプラズマディスプレイ装置などとしてもよい。さらに、電気泳動ディスプレイ装置（ＥＰＤ：Electrophoretic Display）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）などとしてもよい。
１０ プロジェクタ、１５〜１７ 空間光変調装置（液晶装置）、１５ｃ〜１７ｃ 液晶パネル（電気光学パネル）、３１ 対向基板（一方の基板）、３２ ＴＦＴ基板（他方の基板） ３４、液晶層（電気光学層）、４１ 基板本体（集光基板）、４２ 対向電極（電極）、４４、１２０ プリズム部、５１、２０１〜２０４、２０６〜２０９、２１１〜２１４、２１６〜２１８ 溝部、５２、１２１ 伝熱部、５３ 放熱部、６２ 画素電極（電極）、８１ 筐体（放熱部材）、８６ 伝熱性材料、１０８ 伝熱性樹脂材料（伝熱性材料）
Claims (6)
- 電気光学層と、該電気光学層を介して対向配置された一対の基板とを有する電気光学パネルを備える電気光学装置であって、
前記一対の基板のうち一方が、平面状に配列された複数の画素領域の境界領域に沿って複数のプリズム部が形成された集光基板を構成し、
前記プリズム部が、該プリズム部に入射した光を前記画素領域に向けて反射させて前記電気光学層に入射させてなり、
前記プリズム部の少なくとも一部に、前記集光基板よりも熱伝導率の高い伝熱性材料で構成された伝熱部が形成され、
該伝熱部が、前記一対の基板の少なくとも一方に形成されて前記電気光学パネルの外部との間で熱交換する放熱部に接続されており、
前記集光基板には平面視において他方の基板から張り出した張出領域を有し、
該張出領域に前記伝熱部と接続された前記放熱部が形成されており、
該放熱部が、前記集光基板よりも熱伝導率の高い放熱部材の一部に面接触しており、該放熱部材を介して熱交換されることを特徴とする電気光学装置。 - 前記プリズム部が、前記集光基板に形成された溝部によって構成されており、
前記伝熱部が、前記溝部に充填された前記伝熱性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。 - 前記伝熱性材料が、金属材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
- 前記放熱部材に、前記電気光学パネルを収容する収容部と、前記電気光学パネルのうち前記複数の画素領域で構成される画像表示領域に対応する開口部とが形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気光学装置。
- 前記集光基板上に、前記電気光学層を駆動する一対の電極の一方が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気光学装置。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
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