WO1999013375A1

WO1999013375A1 - Modulateur optique et dispositif d'affichage par projection comprenant ce modulateur

Info

Publication number: WO1999013375A1
Application number: PCT/JP1998/004130
Authority: WO
Inventors: Yasunori Ogawa; Nobuo Watanabe; Hiromi Saito; Shigeo Toda
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 1999-03-18
Also published as: US6373616B1; JP3674330B2; EP0936493A1; US20020051276A1; TW389847B; US6603590B2; DE69838057D1; EP0936493A4; KR100473440B1; EP0936493B1; JPH11295708A; CN1239553A; DE69838057T2; KR20000068631A; CN1154004C

Description

明細書光変調装置、およびこれを用いた投写型表示装置技術分野

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。背景技術

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、画素および画素スィツチング用素子が形成されたァクティブマトリクス基板と、対向が形成された対向基板と、ァ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、ァ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 C r (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。

し力、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つてしまい、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。発明の開示

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 ¾反と、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 W 1としたとき、前記 Wp、 W l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。

Wp <W1 ■ ■ ■ ( 1 ) 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 W 1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 6> i、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 θ ο 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 d p、第 1透光性基板の厚さを d 1、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 W 1 ' 、第 1透光性基板の屈折率を n lとしたとき、 Wp、 W 1、 Wl' を次の（2) 式で表される関係に設定することが望ましい c Wr+dptan0i+d1

si n θ o

≤Wp≤W1-dptan^o-d1 (2) v n^-sin^o

第 1透光性基板と第 2透光性基板とを紫外線硬ィ匕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 ¾反に d 1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。し力 >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 0 o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 Θ i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。

さらに、本発明の光変調装置では、第 1透光性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 > i、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 Θ o、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 d l、第 3透光性基板の厚さを d 2、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 n l、 n2としたとき、前記 Wp、 Wl、 Wl ' を次の（3) 式で表される関係に設定することが望ましい。

Ι W,Μ1' +dp， t，an0i -+ -dΛ1 si η θ 1 + .d ,2 sin^i

N/~ n1²-sin²0i n2²-sin²0i

≤Wp≤W1-dp'tan0o-d1 — ^si —— d2 ^S1'ⁿ⁰°

n1²-sin²0o n2²-sin²0o このような場合には、第 3透光性基板を防塵用の透光性反とすることにより、第 1 透光性基板の光入射面に麈ゃ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、 Wl、 W 2を次の（4)式で表される関係に設定することが望ましい。

(4) 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 ¾ί反の端縁から第 2遮光部の外周端縁までの距離を W2' としたとき、 Wp、 Wl、 Wl'、 W2、 W2' を次の（5)、 (6)式で表される関係に設定してもよい。

W2，+dp，tan0i+d2 ^sin6

n2²-sin²0i .

Wp<W2-dp tan0o-d2 ^sin0° (5) n2²-sin²0o

W1'+d1 (6)

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 W 2' 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 d 3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、 Wl、 Wl'、 W2、 W 2' 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。

(7)

si n Θ o

<W2≤W1-d1 -d3tan0o (8)

V ni⁵-sin^o 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、 W 1、 Wl'、 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。 sin^i

W2，+(dp， +d3)tan0i+d2

V n2²-sin²0i

sin^o

； Wp≤W2-(dp' +d3)tan^o-d2 (9)

N n2²-sin²^o

si n Θ i sin o ―

W1'+d1 <W2<W1-d1 (10) n -si n^t_( 1 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。図面の簡単な説明図 1は、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。

図 2は、前記投写型表示装置の光学系を示す平面図である。

図 3は、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。

図 4 (A) は図 3における H— H ' 線断面図、図 4 (B ) は図 4 (A) の要部を示す拡大図である。

図 5 (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、図 5 (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。

図 6は、前記光変調装置の要部を示す別の拡大図である。

図 7は、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。

図 8は、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。

図 9は、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。

図 1 0は、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。図 1 1は、本発明の変形例を示す拡大図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

1 . 第 1実施形態

A. 投写型表示装置の要部の構成

本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ュニヅ卜 4 9の先端側の部分が突出している。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に示す光学ュニット 1 0が搭載されている。

この光学ュニット 1 0は、照明光を出射する照明用光学系 1 5と、この照明用光学系 1 5から出射される光束を、赤、紘青の各色光束 R , G， Bに分離する色分離光学系 2 0と、各色光束を変調する三つの液晶ライトバルブ 3 O R , 3 0 G , 3 0 B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ツクプリズムからなるプリズムュニッ卜 4 2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ュニット 4 9とで大略構成されている。

照明用光学系 1 5は、光源ランプ 1 1、二つのレンズ板 1 2， 1 4、偏光変換素子 1 6、重畳レンズ 1 7、反射ミラ一 1 8とを備えている。

光源ランプ 1 1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 1 2は、複数の小レンズを有している。光源ランプ 1 1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、それそれの部分光束は、重畳レンズ 1 7を介して液晶ライトバルブ 3 0 R， 3 0 G, 3 0 B上に重畳される。従って、液晶ライトバルブ 3 0 R， 3 0 G , 3 0 B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 1 4は、第 1のレンズ板 1 2と同様に、複数の小レンズを有している。第 1のレンズ板 1 2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 1 1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 1 2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 1 1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 1 4を省略してもよい。

偏光変換素子 1 6は、複数の偏光分離膜と反射 fl莫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 1 2および第 2のレンズ板 1 4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 1 1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 1 6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 1 7は、第 1のレンズ板 1 2によって分割され、さらに、偏光変換素子 1 6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 3 O R , 3 0 G, 3 O B上に重畳するものである。

反射ミラ一 1 8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 2 0には、赤緑反射ダイクロイツクミラー 2 2と、緑反射ダイクロイツクミラー 2 4と、反射ミラ一 2 6とが配置されている。照明用光学系 1 5から出射された光束のうち、照明用光学系 1 5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ツクミラ一 2 2において直角に反射されて、緑反射ダイクロイヅクミラ一 2 4の側に向かう。青色光束 Bはこの赤緑反射ダイクロイヅクミラー 2 2を通過して、後方の反射ミラー 2 6で直角に反射されて、青色光束の出射部からプリズムュニット 4 2の側に出射される。次に、赤緑反射ダイクロイツクミラー 2 2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ツクミラー 2 4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ュニット 4 2の側に出射される。さらに、緑反射ダイクロイツクミラー 2 4を通過した赤色光束 Rは、赤色光束の出射部から導光系 4 4の側に出射される。色分離光学系 2 0における各色光束の出射側には、それそれ集光レンズ 4 5 , 2 8 , 2 9が配置されている。

集光レンズ 2 8， 2 9によって集光された青色および緑色の光束 B , Gは液晶ライトノレブ 3 0 B , 3 0 Gに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶ライトノ 'ルブ 3 0 R， 3 0 G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 4 4を介して液晶ライトバルブ 3 O R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 4 4は、入射側集光レンズ 4 5と、入射側反射ミラー 4 6と、出射側反射ミラ一 4 7と、これらの間に配置した中間レンズ 4 8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、本形態の液晶ライトバルブ 3 0 R， 3 0 B , 3 0 Gは、例えば、ポリシリコン T F T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 3 O R , 3 0 G， 3 O Bを通って変調された各色光束は、プリズムユニット 4 2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、投写レンズュニヅト 4 9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。

B . 光変調装置の構成

このような液晶ライトバルブ 3 0 R， 3 0 G， 3 0 B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 3 0と、当該液晶パネル 3 0を保持する保持部材 9 0 (図 3では二点鎖線で図示）とからなる光変調装置 5 0と、その液晶パネル 3 0 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 5 0の液晶パネル 3 0は、アクティブマトリクス基板 3 0 0 (第 2透光性基板）と、対向電極 4 0 1を備える対向基板 4 0 0 (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 3 0 0と対向基板 4 0 0とはギヤップ材含有のシール材 8 0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 L Cが封入されている。シール材 8 0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 2〜1 0 m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 4 0 0は、ァクティブマトリクス基板 3 0 0よりも小さく、アクティブマトリクス基板 3 0 0の周辺部分が対向基板 4 0 0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 3 0 0の入出力端子 8 1や、細長状のベアチップ I C (ドライバ I C ) で構成されデ一夕線駆動回路 6 0および走査線駆動回路 7 0が設けられ、対向基板 4 0 0の外側に位置するこれらの回路 6 0， 7 0の入出力端子 8 1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 8 0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 8 3が構成されている。このため、対向基板 4 0 0とアクティブマトリクス基板 3 0 0とを貼り合わせた後、シール材 8 0の内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口 8 3 から液晶 L Cを E注入でき、液晶 L Cを封入した後、液晶注入口 8 3を封止剤 8 2で塞げばよい。そして、対向基板 4 0 0には、シール材 8 0の内側（面内方向の内側）に第 1遮光部 3 1.が形成され、この第 1遮光部 3 1で液晶パネル 3 0の画像領域が規定されている。

このような液晶パネル 3 0に用いられるドライノ、 I C (データ線駆動回路 6 0および走査線駆動回路 7 0 ) が実装されたアクティブマトリクス基板 3 0 0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 3 0 0上では、走査線 g a t eと複数のデ一夕線 s i gとによって複数の画素 p xがマ卜リクス状に構成されている。いずれの画素 p x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 g a t eおよびデ一夕線 s i gに接続する画素スィツチング用の薄膜トランジスタ T F Tが形成され、この薄膜トランジスタ T F Tのドレイン S@は、前記の対向基板 4 0 0の対向電極（図 4 ) と画素 p xの間に液晶 L C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 g a t eや容量線（図示せず。）を利用して保持容量 c a pが形成されている。

ァクティブマトリクス S反 3 0 0において、ァクティブマトリクス基板 3 0 0の周辺部分に設けられたデータ線駆動回路 6 0は、複数のデ一夕線 s i gのそれそ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 7 0は、複数の走査線 g a t eのそれそれに画素選択用の走査信号を供給するシフトレジス夕 7 1やバッファを備えた集積回路である。そして、デ一夕繊区動回路 6 0には、クロック信号が供給される X側シフトレジス夕 6 1、 X側シフトレジス夕 6 1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 6 2、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 6 3が形成されている。このため、サンプルホールド回路 6 2は、 X側シフトレジス夕 6 1から出力された信号に基づいて動作し、画像信号線 6 3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 s i gに取り込み、各画素 p x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 5 0の保持部材 9 0は、液晶パネル 3 0の光入射側に配置されたフレーム 9 1と、液晶パネル 3 0の光出射側に配置されてフレーム 9 1の突部 9 1 Aに係止されるフック 9 2とで構成され、これらのフレーム 9 1およびフック 9 2で液晶パネル 3 0が挟持されるようになっている。このようなフレーム 9 1、フヅク 9 2のそれそれには、液晶パネル 3 0の画像領域に対応した開口部 9 3， 9 4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。

C. 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 Θ i、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 S o、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 d 1、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 W 1 '、対向基板 400の屈折率が n 1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（1 2) 式を満足し、よって、（13) 式を満足している。

.·. W1，+dptan0i+dUanSi1

≤Wp≤W1-dptan0o-d1tan0o1 · · · (13) 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。

si n²0o

tan²0o1 =

cos² 0 -si η²θ o f sin²0 cos²0i 1二 tan²0 + 1 =

COS²01

··· tan²0 二

cos²0 i ■sin²ei 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。

ί si η θ ο-ηΐ si η 0 ol (20)

V sin0i=n1sin0i 1 si η²0 ο

sin²0o1二 (22)

si i

si η²θ i 1 =■

nl² そして、前記（16) 式に（22) 式を代入すれば、一 90度 <0o<90度、 —9 0度く 0 i < 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、 0o、 0 i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。

12 訂正された用紙（規則 91) s l n 0 o

( 24)

V n 1²- s i o

s i n β i

これら（ 2 4 ) 式、（ 2 5 ) 式を（ 1 3 ) 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。

このような本錢形態によれば、以下のような効果がある。

対向基板 4 0 0の端縁からフレーム 9 1における覆い部 9 5の内周端縁までの距離 W pは、（ 1 ) 式で表される通り、対向基板 4 0 0の端縁から第 1遮光部 3 1の内周端縁までの距離 W 1よりも小さく設定されているので、覆い部 9 5の内周端縁が第 1遮光部 3 1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 9 5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 9 5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。

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 0 oとされた外側からの入射光がフレーム 9 1で遮られる心配がないのに加え、入射角が 0 iとされた内側からの入射光を第 1遮光部 3 1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 3 0 0の周辺部分に設けられた各回路 6 0 , 7 0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 6 0 , 7 0の表示影が生じるのを防止できる。

( 2 ) 式により、第 1遮光部 3 1を対向基板 4 0 0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 4 0 0の端縁から第 1遮光部 3 1の外周端縁までの間に距離 W 1 ' 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 8 0に紫外線を良好に照射でき、アクティブマトリクス基板 3 0 0と対向基板 4 0 0との接着をより確実に行える。

2 . 第 2難形態

図 Ίには、第 2実施形態に係る覆い部 9 5と第 1遮光部 3 1との位置関係が示されている。本形態では、対向 si反 400の光入射側に第 3透光性 ai反としての防塵用透光性

¾1反500が設けられ、対向反 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 1¾¾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 W 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 d 2、その屈折率が n 2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。

Wp≤ W1 -dp' tan Θ o-d 1 tan θ ο 1 -d2 tan θ o2 - - (26)

Wp≥ W1 ' +dp^J tan Θ i +d1 tan Θ i 1 +d2tan Θ i 2 ■ - (27)

'. W1 ' +dp， tan 0i+d1tan0i1 +d2tan Θ i 2

≤Wp≤W1 -dp' tan θ o - d1 tan 0o1-d2tan Θ o2 (28) 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。 sin²0o2

tan²0o2二

- s o2 tan²0i2二'

-si'n²0i2 _si n²0 o 一

sin²0o2 =

そして、 —90度 oく 90度、 —90度 iく 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。

14 丁正された用紙（規則 91)

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 n 2が対向基板 400の屈折率 nlと同じ場合もある。

本形態では、前述した第 1¾¾形態の効果に加え、防塵用透光性基板 500による以下の効果がある。

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に麈ゃ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。

3. 第 3麵形態

図 8には、第 3 ^形態が示されている。

本形態では、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 W pおよび距離 W 2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 W 2' 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。 ί Wp≤W2-dp' tan0o-d2tan^o2 ■ ■ , (35)

V p≥W2' +dp' tan0i+d2tan0i2 · · ■ (36)

··· W2' +dp' tan0i+d2tan0i2

≤ p≤W2-dp' tan0o-d2tari0o2 · · ■ (37) 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、対向雄 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。 ί W2≤W1-d1tan0o1

V W2>W1'+d1tan0i

W1'+d1tan6 1≤W2≤Vn-cntan6>o1 (40) 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、前述した第 1、第 2の実施形態の効果に加え、以下の効果がある。

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 W 2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 Wl' 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ぎる。

(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。

4. 第 4魏形態

図 9には、第 4実施形態が示されている。

本形態では、対向基板 400と防塵用透光性基板 500との間に空 mJl 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 3¾¾形態とは異なる。他の構成は第 3¾S¾形態と同じである。

本難形態での距離 Wpは、第 3雄形態と同様に、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 d 3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。

≤W2≤W1-d1tan0o1-d3tan0o · · · (41) このような実施形態でも、前記第 1〜第 3の実施形態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。

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、かつ局部的な上昇も起きないので、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。

5. 第 5鎌形態

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 形態とは異なる。他の構成は第 4 ¾SS形態と同じである。

本形態での距離 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。 2' + (dp' +d3 ) tan Θ i +d2tan Θ i 2

≤ Wp≤ W2- (dp⁵ +d3 ) tan Θ o-d2 tan Θ o2 ■ · - (42) 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 ¾5¾形態によれば、前記第 4 形態と同様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 95 A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 5 00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の开狱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つたが、本発明では、各部位の距離 Wp， W 1， W l ' , W 2 , W 2 ' が対向基板 4 0 0の端縁を基準に設定されるので、防塵用透光性基板 5 0 0の端縁を対向基板 4 0 0の端縁と面一にする必要はない。

さらにまた、上述の形態では、投写された物体を観察する側から投写を行ういわゆる前面投写型の投写型表示装置について説明したが、本発明は、投写された物体を観察する側とは反対の側から投写を行う背面投写型の表示装置にも適用可能である。さらに、上述の形態では、光入射面と光出射面とが異なるいわゆる透過型の電気光学装置を用いているが、本発明に係る電気光学装置としては、いわゆる反射型であつてもよく、この場合、入射光は、アクティブマトリクス ¾反で反射され、光入射面から出射されるようになる。また、電気光学装置は、 P L Z Tパネルやマイクロミラーを用いた装置等、液晶パネル以外のものであっても良い。

Claims

請求の範囲

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 W 1であるとき、前記 Wp、 W1の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装

Wp<W1

2. 請求項 1に記載の光変調装置において、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 > i、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 Θ o、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 d 1、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 W 1 '、前記第 1透光性基板の屈折率が n 1であるとき、前記 Wp、 Wl、 Wl'の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。

W1¹ +dptan0ild1 ^{Si n t7} '

n i²-s l ^ζθ i

si n β o

≤ p≤ 1-dptan0o-d1

v n i²-si \\^ιθ o

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 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、前言 3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 0 i、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 0 o、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 d 1、前記第 3透光性基板の厚さが d 2、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それ nl、 n2であるとき、前記 Wp、 Wl、 Wl' の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。

4. 請求項 3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 W 2であるとき、前記 Wp、 Wl、 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。

Wp<W2< 1

5. 請求項 4に記載の光変調装置において、前記第 1透光性基板の端縁から前記第 2遮光部の外周端縁までの距離が W 2' であるとき、前記 Wp、 Wl、 Wl' 、 W2、 W 2' の関係は、次式で表されることを特徴とする光変調装置。 si n ^ i

2' +dp， tan0i+d2

n2²-sin²0i

si n 0 o

Wp≤W2-dp' tan o-d2

n2²-sin eo si n 0 i ノ si n 0 o

≤W2

n 1²-s 1 n 01 n i²-si n²0 o

6. 請求項 5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 d 3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、 Wl、 Wl' 、 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。 2' +dp' tan^i+d2 ^{Si n t71}

n2²-sin²0i

si n 0 o

≤Wp≤W2-dp' tan^o-d2

n2²-sin²^o

, , si n 0 o 」丄ハ

W2<WI-dl -d3tan0o

n1²-si η^ζθ o

7. 請求項 5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 d 3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、 Wi Wl' 、 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. 光源と、請求項 1〜7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。