(57)【要約】【課題】装置の小型化、高性能化を実現でき、かつ信頼性に優れた投射型表示装置を、好ましくは低コストで提供する。【解決手段】本発明の投射型表示装置は、光源２と、該光源２からの光ＬＲを変調する液晶ライトバルブ２２とを備え、前記液晶ライトバルブ２２に、可撓性のフィルム基板３３と、該フィルム基板３３上に実装された集積回路チップ３４とを有するＣＯＦ基板３２が備えられ、前記液晶ライトバルブ２２がＣＯＦ基板３２を介して外部の制御回路に接続されており、前記ドライバＩＣ３４が、その能動面３４ａを前記光源２と反対側に向けて配置されている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源の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た投射型表示装置であって、
前記光変調装置が、前記光変調を行う本体部と、可撓性基板上に集積回路チップを実装したＣＯＦ基板とを備えるとともに、前記ＣＯＦ基板を介して外部の制御回路に接続されており、
前記集積回路チップが、その能動面を前記光源と反対側に向けて配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記ＣＯＦ基板に実装された集積回路チップが、前記光変調装置に対して画像信号を出力する駆動回路の少なくとも一部を構成し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。
【請求項３】
前記ＣＯＦ基板と光変調装置とを接続するための接続端子が前記可撓性基板の一面側の縁端部に形成され、前記接続端子と前記集積回路チップとが、前記可撓性基板の同一面に設けら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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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。表示装置の一形態として、液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いた光学系から射出される映像を投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型表示装置（液晶プロジェクタ）が知られている。前記光変調装置としては、液晶ライトバルブの他、デジタルミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ，以下、ＤＭＤと略記する）も実用化されている。
ところで、上記のような投射型表示装置の光変調装置として用いられる液晶ライトバルブ等においては、低コスト化の要求も強く、例えば以下の特許文献１では、液晶装置の駆動回路又はその一部を、液晶を挟持している基板に実装し、画素用のスイッチング素子と駆動回路用の半導体素子を同時に作製することで、液晶装置の低コスト化を実現する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許３１３３２４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の技術によれば、駆動回路を外部に設ける場合に比して、接続配線数の削減や、アクティブ素子の製造効率等の点で優れた液晶装置を実現できる。しかしながら、投射型表示装置に搭載される液晶ライトバルブ等においては、高精細化、小型化の要求が強く、駆動回路が基板上に実装された液晶ライトバルブを用いた場合に、（１）駆動回路にある程度の基板面積を占有されることにより小型化が妨げられる、（２）画素の高精細化に伴い、駆動回路と外部の制御回路との接続配線数の増加により液晶ライトバルブと制御回路との接続が困難になる、及び（３）画素数の増加に伴い、基板上に実装された駆動回路の能力が不足する、等の問題点が顕在化してきている。
また、投射型表示装置に用いられる液晶ライトバルブ等は、光源の光を直接照射されるため、高い耐光性が要求され、液晶ライトバルブの基板上に実装された駆動回路では、耐熱性とともに高強度の光による誤動作が生じないことも要求される。しかし、上記特許文献１では液晶ライトバルブの基板上に実装された駆動回路の信頼性についての検討は成されていない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、装置の小型化、高性能化を実現でき、かつ信頼性に優れた投射型表示装置を、好ましくは低コストで提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の投射型表示装置は、上記課題を解決するために、光源と、該光源の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た投射型表示装置であって、前記光変調装置が、前記光変調を行う本体部と、可撓性基板上に集積回路チップを実装したＣＯＦ基板とを備えるとともに、前記ＣＯＦ基板を介して外部の制御回路に接続されており、前記集積回路チップが、その能動面を前記光源と反対側に向けて配置されていることを特徴としている。
【０００７】
上記ＣＯＦ基板とは、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｉｌｍ／Ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）技術を用いて集積回路チップを可撓性の基板上に実装したものであり、一般的には、層間に配線が形成された積層基板の一方の基板に開口領域を設け、該開口領域内に延出した配線に上記集積回路チップを実装したものである。
先の特許文献１に記載の液晶表示装置では、パネル上に駆動回路を実装することで低コスト化を図っているが、光変調装置として小型、高精細のものが求められている投射型表示装置用途においては、光変調装置の本体部（例えば液晶装置等）にそれを駆動制御するための制御回路を実装した構成では小型化が困難になり、また高精細化に伴い駆動回路の能力を向上させようとすると、前記本体部への駆動回路の実装自体が困難になる。これに対して、上記本発明の構成では、前記光変調装置を駆動制御するための集積回路チップを光変調装置の本体部とは分離しているので、光変調装置の本体部の小型化が容易になるとともに、高性能の駆動回路として機能する集積回路チップを実装したＣＯＦ基板を用いることで、高解像度の表示画像が得られる光変調装置を容易に構成することが可能になる。その結果、小型で高精細の光変調装置を容易に製造でき、もって投射型表示装置の製造コストの低減にも寄与できる。
【０００８】
そして、本発明では、前記集積回路チップがＣＯＦ基板に実装されているので、光源の光が直接照射される光変調装置に前記集積回路チップが実装されている場合に比して、集積回路チップの誤動作が生じ難くなっているのに加え、集積回路チップが、比較的光の影響を受けやすい能動面を前記光源と反対側に向けて配置されているので、より光の影響を受けにくくなっている。従って本発明によれば、信頼性に優れる投射型表示装置を提供することができる。
【０００９】
次に、本発明の投射型表示装置は、前記ＣＯＦ基板に実装された集積回路チップが、前記光変調装置に対して画像信号を出力する駆動回路の少なくとも一部を構成していることを特徴とする。
この構成によれば、駆動回路を構成する回路のうち、より高い能力を要求される回路を前記ＣＯＦ基板に実装しておくことができるため、光変調装置を高精細化した場合に駆動回路の能力を容易に向上させることができる。
【００１０】
次に、本発明の投射型表示装置は、前記ＣＯＦ基板と光変調装置とを接続するための接続端子が前記可撓性基板の一面側の縁端部に形成され、前記接続端子と前記集積回路チップとが、前記可撓性基板の同一面に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、ＣＯＦ基板として、片側に端子や回路が実装されたものを用いることができるため、高コストの両面ＣＯＦ基板を用いる必要がなく、低コストの投射型表示装置を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の投射型表示装置を示す概略構成図、図２は本投射型表示装置の側面構成図、図３は図１及び図２に示す液晶ライトバルブ２２の斜視構成図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブ２２〜２４を備えた３板式の投射型カラー表示装置であり、光源２，フライアイレンズ３，４，偏光変換装置４ｄを有する照明装置１と、ダイクロイックミラー１３，１４，反射ミラー１５〜１７，レンズ１８〜２０，液晶ライトバルブ２２〜２４，クロスダイクロイックプリズム２５を有する色分離合成系３０と、投射レンズ２６を有する投射光学系４０とを備えて構成されている。
【００１３】
光源２は高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ７と、ランプ７の光を反射するリフレクタ８とを備えて構成されている。また、光源光Ｌの照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ２２，２３，２４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（本実施形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されている。そして、光源２から射出された光Ｌは、フライアイレンズ３，４によって被照明領域である液晶ライトバルブ２２〜２４において照度分布を均一化されるようになっている。
【００１４】
偏光変換装置４ｄ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、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する１／２波長板アレイとから構成され、光源光の光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるようになっている。
【００１５】
ダイクロイックミラー１３，１４は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。すなわち、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とを反射するようになっている。また、緑色光反射のダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３で反射された青色光ＬＢと緑色光ＬＧの内、青色光ＬＢを透過し緑色光ＬＧを反射するようになっている。
【００１６】
これにより、照明装置１から入射された光Ｌのうち、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１３を透過した後、反射ミラー１７で反射され、赤色光用ライトバルブ２２に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４に反射されて緑色光用ライトバルブ２３に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４を透過した後、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、青色光用ライトバルブ２４に入射されるようになっている。
【００１７】
液晶ライトバルブ２２〜２４は、本実施形態の場合、アクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブとして構成されており、信号処理された画像信号に基づいて後述の駆動回路により駆動されるようになっている。そして、各ライトバルブ２２〜２４で変調された色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２５に入射されるようになっている。
クロスダイクロイックプリズム２５は、直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。そして、三つの色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢがこれらのミラー面によって合成されてカラー画像を表わす光が形成された後、投射レンズ２６によりスクリーン２７上に拡大投射されるようになっている。
【００１８】
次に、図２に示す側面構成をみると、光源２から出射された光Ｌから色分離された色光ＬＲが、液晶ライトバルブ２２に入射して変調され、クロスダイクロイックプリズム２５により他の色光と合成されるようになっている。本実施形態では、図２に示すように、液晶ライトバルブ２２が、液晶パネル３５と、この液晶パネル３５の一方の基板に接続されたＣＯＦ基板３２とを備えて構成されており、ＣＯＦ基板３２は、フィルム基板（可撓性基板）３３と、その一面側に実装されたドライバＩＣ（集積回路チップ）３４とを備えている。
【００１９】
図３は、図２に示す液晶ライトバルブ２２の斜視構成図である。本実施形態に係る液晶パネル３５は、互いに対向して配置された素子基板３５ａと対向基板３５ｂとの間に液晶層を挟持しており、前記両基板３５ａ、３５ｂが平面的に重なる領域に表示領域である画素部３９が形成されている。画素部３９は、平面視マトリクス状に配列された複数の画素を有している。素子基板３５ａの周縁部には、２つの駆動回路３７，３８実装されており、一方の駆動回路３７は、その近傍に形成された複数の接続部３６と電気的に接続されている。ＣＯＦ基板３２は、フィルム基板３３と、その一面側（図示裏面側）に実装されたドライバＩＣ３４とを備えており、このドライバＩＣ３４が実装された側の基板面縁端部に、前記ドライバＩＣ３４と駆動回路３７とを接続するための端子が設けられ、素子基板３５ａ側の端子と接続されて接続部３６を形成している。すなわち、ドライバＩＣ３４と駆動回路３７とが、接続部３６を介して電気的に接続されている。実施形態の場合、上記ドライバＩＣ３４と、ＣＯＦ基板３３の端子（接続部３６）とが、フィルム基板３３の同一面側に設けられているので、ＣＯＦ基板３３として片面実装型のＣＯＦ基板を用いることができる。従って、ＣＯＦ基板３３のコストを低減でき、その結果投射型表示装置の低コスト化を実現できる。
【００２０】
本実施形態の投射型表示装置では、図２に示すように、ＣＯＦ基板３２に実装された集積回路チップ３４が、その能動面３４ａを光源２と反対側に向けて配置されている。このような構成により、能動面３４ａは集積回路チップ３４自身により光源２の光から保護され、能動面３４ａに光が入射することに起因する、集積回路チップ３４の誤動作を効果的に防止できるようになっている。
尚、上記集積回路チップ３４の能動面３４ａは、半導体基板に素子が形成されている面を指し、パッケージ化されたチップの形態では、通常パッケージの実装面側に能動面が形成されている。プリント基板に集積回路チップを実装する場合には、プリント基板が遮光部材として機能するので光照射による不具合は生じ難いが、ＣＯＦ基板の場合には、透光性のフィルム基板に実装されることもあるため、集積回路チップと光源との配置によっては集積回路チップの素子誤動作が生じるおそれがある。本発明では、集積回路チップの能動面と光源との配置が前記のように規定されているので、透光性の可撓性基板上に集積回路チップが実装されていても光源の光による誤動作の生じない、信頼性に優れた投射型表示装置となっている。
【００２１】
本実施形態の投射型表示装置では、光変調装置である液晶ライトバルブ２２が、可撓性のフィルム基板３３上にドライバＩＣ３４を実装した構成とされていることで、液晶パネル３５の素子基板３５ａ上に全ての駆動回路を実装する場合に比して、素子基板３５ａにおける回路の占有面積を縮減することができ、もって液晶パネル３５の小型化を実現することができる。また、液晶パネル３５の高精細化に伴い能力の向上が求められている駆動回路のうち、高い能力が必要な回路を主体としてドライバＩＣ３４を構成し、素子の能力が比較的低くても構わない回路を素子基板３５ａ上に実装する構成とすれば、高性能のドライバＩＣ３４の適用が容易であるとともに、液晶パネル３５の製造容易性を向上させることができ、結果として、高精細で、小型高性能の液晶ライトバルブ２２を低コストに製造することが可能になる。
【００２２】
また、駆動回路３７，３８を外付け駆動回路とした場合には、駆動回路と画素部の信号配線とを接続するために極めて多くの端子を素子基板３５ａに引き出す必要があり、小型化、高精細化された液晶パネルでは特に接続端子のピッチが狭くなって、外付け駆動回路と液晶パネルとの接続配線の形成が困難になる。これに対して、本実施形態の液晶ライトバルブ２２のように、ドライバＩＣ３４と内蔵の駆動回路３７とが協働して画素部３９の駆動を行うようにすることで、接続部３６の数を減らすことも可能になり、液晶パネル３５の小型化、高精細化に容易に対応することができる。
【００２３】
図３に示した液晶ライトバルブ２２に備えられたドライバＩＣ３４と、駆動回路３７，３８の具体的な構成としては、例えば図４に示すような機能を各回路に対して割り当てた構成が挙げられる。図４は、本実施形態に係る液晶ライトバルブの一構成例を示すブロック図であり、図４に示すように、液晶パネル３５に、マトリクス状に配列形成された複数の画素を含む画素部３９と、マルチプレクサ（駆動回路）３７と、Ｙドライバ（駆動回路）３８とがこの液晶パネル３５に設けられている。前記画素部３９は、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の画素を備え、具体的には、互いに交差する向きにストライプ状に配設されたデータ線及び走査線と、それらの交差点近傍に形成されたＴＦＴ素子と、液晶を駆動する画素電極とを備えた構造とされている。上記データ線はマルチプレクサ３７に接続され、走査線はＹドライバ３８に接続されている。
また、液晶パネル３５に、信号線群４２を介して外部駆動回路であるドライバＩＣ３４が接続され、液晶パネル３５及びドライバＩＣ３４に、それらを制御するタイミング制御回路４１が接続されている。そして、画素部３９が、その周辺に設けられた駆動回路であるＹドライバ３８、マルチプレクサ３７、ドライバＩＣ３４、及びタイミング制御回路４１により駆動制御されるようになっている。
【００２４】
図４に示す画像データＤＡＴＡ、ラッチタイミング信号ＬＰ、シフトレジスタのスタート信号ＳＴ、データクロック信号ＣＬＸ、及び選択信号であるセレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が、タイミング制御回路４１からドライバＩＣ３４に供給される。またタイミング制御回路４１から、液晶パネル３５へＹドライバのスタート信号ＤＹ、ラインのシフト信号ＣＬＹが供給される。ドライバＩＣ３４には、タイミング制御回路４１から入力された画像データＤＡＴＡの中から１つの画像信号を選択して出力するセレクタが備えられており、このセレクタは、シフトレジスタと、ラッチ回路と、ドライバ回路とが順列に接続された構成を備えている。
ドライバＩＣ３４は、タイミング制御回路４１から受け取った画像データＤＡＴＡをラッチ回路に入力するとともに、同時に供給されたセレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づき、ラッチ回路に蓄積されている複数の画像データＤＡＴＡから、前記セレクト信号に対応する１つの画像データを選択し、信号線群４２を介してマルチプレクサ３７に出力する。一方、マルチプレクサ３７はドライバＩＣ３４から受け取った画像データＤＡＴＡを、上記セレクト信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と対応する画素列のデータ線に出力する。そして、前記データ線への出力に同期してＹドライバ３８から走査線に出力されるゲート信号により各行の画素のスイッチングが行われ、画像が表示されるようになっている。
【００２５】
上記構成によれば、ドライバＩＣ３４のセレクタに入力された複数の画像データＤＡＴＡを、３種類のセレクト信号のいずれかに対応させ、これらのセレクト信号を切り替えながらセレクト信号に対応する画像データＤＡＴＡのみをマルチプレクサ３７に対して出力するので、画素列の信号線全てに対して画像データＤＡＴＡを出力する場合に比して液晶パネルと駆動回路とに接続された信号線群４２の本数を１／３に減らすことができるため、図３に示す接続部３６の数を減らすことができ、ＣＯＦ基板３３と液晶パネル３５との接続を容易なものとすることができる。また液晶パネル３５には、比較的簡素な構造のスイッチ回路を主体として構成されるマルチプレクサ３７のみを実装するようになっているので、液晶パネル３５における駆動回路の占有面積を低減でき、液晶パネル３５の小型化に極めて有利である。さらには、ドライバＩＣ３４が外付けとされているので、より高い能力のドライバＩＣを容易に適用でき、画素部３９の高精細化に容易に対応することが可能である。
【００２６】
上記実施の形態では、図２及び図３に示すように、端子部３６を構成するＣＯＦ基板３２側の端子が、ドライバＩＣ３４が実装された面に形成されている構成としたが、液晶ライトバルブ２２の仕様によっては、図５に示すように、対向基板３５ｂを光源２側に配置する必要が生じる。このような構成においては、図４に示すように、集積回路チップ３４が実装された面と、接続部３６を構成する端子が形成された面とが、互いに反対面とされたＣＯＦ基板３２’を用いるのがよい。このような構成とすることで、液晶パネル３５の対向基板３５ｂを光源２側に配置した場合にも、集積回路チップ３４の能動面３４ａは光源２側と反対向きに配置され、集積回路チップ３４自身により効果的に遮光される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である投射型表示装置の構成図。
【図２】図２は、同、側面構成図。
【図３】図３は、図２に示す液晶ライトバルブの斜視構成図。
【図４】図４は、液晶ライトバルブの一構成例を示すブロック図。
【図５】図５は、本発明の投射型表示装置の他の形態の構成図。
【符号の説明】
２２〜２４  液晶ライトバルブ（光変調装置）、３２  ＣＯＦ基板、３３  フィルム基板、  ３４  ドライバＩＣ（集積回路チップ）、３５  液晶パネル
【図１】
2004252333.tif 000003
【図２】
2004252333.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004252333.tif 000006
【図５】
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