(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学物質を狭持する一対の基板と、
前記一対の基板の少なくとも一方の基板の外面に、相互に貼り合わせられた水晶基板及び石英基板を有する防塵用基板とを備え、
前記水晶基板は、前記石英基板と前記一方の基板との間に配置され、当該水晶基板の端部が露出するように、前記石英基板の平面形状より大きく形成されていることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記水晶基板は、当該水晶基板の光学軸が、前記一対の基板の光入射側及び光出射側に配置された偏光板の透過軸に対して平行又は直交するように配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記水晶基板は、当該水晶基板の光学軸が、前記水晶基板の基板面に沿うように配置されていること
を特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記防塵用基板は、前記水晶基板の屈折率と、前記石英基板の屈折率との間の屈折率を有し、且つ前記水晶基板及び前記石英基板を相互に接着する接着層とを有すること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の電気光学装置を具備してなること
を特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気光学装置の一例である液晶パネルでは、当該液晶パネルが液晶プロジェクタにおけるライトバルブとして用いられる場合、スクリーン上に拡大投射された像に粉塵の像が映り込まないように、ライトバルブの表面へのごみや埃等（以下、単に「粉塵」という。）の付着を防止する防塵用基板が設けられることが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３５０２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プロジェクタでは、光源から強力な光が出射されるため、ライトバルブとして用いられる液晶パネルの温度が上昇してしまい、液晶パネルによる光の変調機能低下させてしまうと共に、その信頼性も低下させてしまう。これに伴い、当該液晶プロジェクタの表示性能も低下させてしまう問題点がある。このような問題点を解消するために、防塵用基板の全体を熱伝導率が高い水晶で構成した場合、石英基板或いはガラス基板で構成する場合に比べてコストが著しく増大してしまう問題点が生じる。
【０００５】
よって、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、例えば部品コストの上昇を抑えつつ、動作時における温度上昇を抑制できる液晶パネル等の電気光学装置及び電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、電気光学物質を狭持する一対の基板と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の外面に、相互に貼り合わせられた水晶基板及び石英基板を有する防塵用基板とを備え、前記水晶基板は、前記石英基板と前記一方の基板との間に配置され、当該水晶基板の端部が露出するように、前記石英基板の平面形状より大きく形成されている。
また、前記水晶基板は、当該水晶基板の光学軸が、前記一対の基板の光入射側及び光出射側に配置された偏光板の透過軸に対して平行又は直交するように配置されている。
【０００７】
本発明に係る電気光学装置によれば、防塵用基板全体を水晶で構成する場合に比べて、防塵用基板の部品コストの上昇を抑制することができ、これに伴い電気光学装置の部品コストの増大も抑制することが可能である。水晶及び石英の夫々の組成はＳｉＯ２で同一であるが、水晶はＳｉＯ２の結晶体である石英に比べて結晶度が高い（即ち結晶サイズが相対的に大きい）ため、石英に比べて、熱伝導率が高い。よって、本発明に係る電気光学装置によれば、石英基板のみで防塵用基板を構成する場合に比べて、防塵用基板による電気光学装置の放熱性を高めることが可能である。
【０００８】
したがって、本発明に係る電気光学装置によれば、その動作時における電気光学装置の温度上昇を抑制することが可能であり、電気光学装置が光を変調する変調機能の低下を抑制できる。加えて、電気光学装置の部品コストの増大も抑制できる。
【０００９】
本発明に係る電気光学装置の一の態様では、前記水晶基板は、前記石英基板より前記一方の基板に近い位置に配置されていてもよい。
【００１０】
この態様によれば、一対の基板を含む電気光学装置本体で発生した熱エネルギーが石英語基板に蓄積される前に水晶基板を介して当該熱エネルギーを電気光学装置の外部に逃すことが可能である。したがって、石英基板が水晶基板に比べて電気光学装置本体に近い位置に配置されている場合に比べて、電気光学装置の温度上昇をより一層抑制できる。
【００１１】
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記水晶基板のサイズは、平面的に見て前記石英基板のサイズより大きくてもよい。
【００１２】
この態様によれば、水晶基板のサイズが大きいことによって熱エネルギーが放出される表面積が多くなり、電気光学装置の温度上昇をより一層抑制できる。
【００１３】
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記水晶基板の基板面は、前記水晶基板の光学軸に沿って延びていてもよい。
【００１４】
この態様によれば、石英基板を透過した光を水晶基板で変調することなく、電気光学装置の外部に出射可能である。したがって、この態様によれば、水晶基板は、光学補償板の機能を有しておらず、電気光学装置による光の変調機能或いは画像の表示機能を低下させることがない。
【００１５】
本発明に係る電気光学装置の他の態様では、前記防塵用基板は、前記水晶基板の屈折率と、前記石英基板の屈折率との間の屈折率を有し、且つ前記水晶基板及び前記石英基板を相互に接着する接着層とを有していてもよい。
【００１６】
この態様によれば、水晶基板及び石英基板の夫々の屈折率より大きい屈折率や小さい屈折率を有する接着層を設ける場合に比べて、電気光学装置による光の変調機能或いは画像の表示機能に与える影響を小さくできる。
【００１７】
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置（但し、その各種態様を含む）を備える。
【００１８】
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の電気光学装置を備えてなるので、高品質な画像を表示可能な透過型或いはＬＣＯＳ技術を用いた反射型の液晶装置を含む投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００１９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る電気光学装置及び電子機器の各実施形態を説明する。尚、以下の図では、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材毎に縮尺を異ならしめている。また、以下の実施形態では、電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アクティブマトリックス駆動方式の液晶装置を挙げる。
【００２１】
＜液晶装置＞
先ず、本実施形態に係る液晶装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【００２２】
図１及び図２において、本実施形態に係る液晶装置１は、液晶パネル１００と、該液晶パネル１００を収容するフレーム３１０及びフック３２０と、後述する液晶パネル１００の外部回路接続端子に電気的に接続された配線基板３３０とを備えて構成されている。
【００２３】
液晶パネル１００は、接着剤３４０によって、フレーム３１０に接着されることにより固定されている。液晶パネル１００は、液晶を狭持するＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０と、該ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０各々の液晶と対向しない側に配置された防塵ガラス２１０及び２２０とを備えて構成されている。ここに、本実施形態に係る「液晶」、「ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０」及び「防塵ガラス２１０及び２２０」は、夫々、本発明に係る「電気光学物質」、「一対の基板」及び「防塵用基板」の一例である。
【００２４】
ここで、図３及び図４を参照しながら、液晶パネル１００の詳細な構成を説明する。図３は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図であり、図４は、図３のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、図４では、説明の便宜上、図２で示した接着剤２３１及び２３２等を省略して示している。
【００２５】
図３及び図４において、液晶パネル１００では、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００２６】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂、又は紫外線・熱併用型硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。尚、ギャップ材を、シール材５２に混入されるものに加えて若しくは代えて、画像表示領域１０ａ又は画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域に、配置するようにしてもよい。
【００２７】
図３において、シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａを規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００２８】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。この一辺に沿ったシール領域よりも内側にサンプリング回路７が額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿ったシール領域５２ａの内側の額縁領域に、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。
【００２９】
ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。更に、外部回路接続端子１０２と、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、上下導通端子１０６等とを電気的に接続するための引回配線９０が形成されている。
【００３０】
図４において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、駆動素子である画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が作り込まれた積層構造が形成される。この積層構造の詳細な構成については図４では図示を省略してあるが、この積層構造の上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明材料からなる画素電極９ａが、画素毎に所定のパターンで島状に形成されている。
【００３１】
画素電極９ａは、後述する対向電極２１に対向するように、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０における液晶層５０の面する側の表面、即ち画素電極９ａ上には、配向膜１６が画素電極９ａを覆うように形成されている。
【００３２】
対向基板２０におけるＴＦＴアレイ基板１０との対向面上に、遮光膜２３が形成されている。遮光膜２３は、例えば対向基板２０における対向面上に平面的に見て、格子状に形成されている。対向基板２０において、遮光膜２３によって非開口領域が規定され、遮光膜２３によって区切られた領域が、例えばプロジェクタ用のランプや直視用のバックライトから出射された光を透過させる開口領域となる。尚、遮光膜２３をストライプ状に形成し、該遮光膜２３と、ＴＦＴアレイ基板１０側に設けられたデータ線等の各種構成要素とによって、非開口領域を規定するようにしてもよい。
【００３３】
遮光膜２３上に、ＩＴＯ等の透明材料からなる対向電極２１が複数の画素電極９ａと対向して形成されている。遮光膜２３上に、画像表示領域１０ａにおいてカラー表示を行うために、開口領域及び非開口領域の一部を含む領域に、図４には図示しないカラーフィルタが形成されるようにしてもよい。対向基板２０の対向面上における、対向電極２１上には、配向膜２２が形成されている。
【００３４】
尚、図３及び図４に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、サンプリング回路７等に加えて、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該液晶装置１の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００３５】
再び、図１及び図２において、ＴＦＴアレイ基板１０と防塵ガラス２１０とは、例えばシリコン樹脂からなる接着剤２３１によって相互に接着されており、対向基板２０と防塵ガラス２２０とは、例えばシリコン樹脂からなる接着剤２３２によって相互に接着されている。
【００３６】
防塵用基板２１０は、相互に貼り合わせられた水晶基板２１２及び石英基板２１１、並びにこれら基板を相互に接着する接着材層２１３を備えて構成されている。水晶及び石英の夫々の組成はＳｉＯ２で同一であるが、水晶はＳｉＯ２の結晶体である石英に比べて結晶度が高い（即ち結晶サイズが相対的に大きい）ため、石英に比べて、熱伝導率が高い。よって、液晶装置１によれば、石英基板２１１のみで防塵用基板２１０を構成する場合に比べて、防塵用基板２１０による液晶装置１の放熱性を高めることが可能である。
【００３７】
加えて、防塵用基板２１０によれば、防塵用基板２１０全体を水晶で構成する場合に比べて、防塵用基板２１０の部品コストの増大を抑制することができ、これに伴い液晶装置１の部品コストの増大も抑制することが可能である。
【００３８】
特に、本実施形態では、水晶基板２１２は、石英基板２１１よりＴＦＴアレイ基板１０に近い位置に配置されているため、液晶パネル１００の動作時において、当該液晶パネル１００で発生した熱エネルギーが石英基板２１１に蓄積される前に、水晶基板２１２を介して当該熱エネルギーを液晶装置１の外部に逃すことが可能である。したがって、液晶装置１によれば、石英基板２１１が水晶基板２１２に比べて液晶パネル本体に近い位置に配置されている場合に比べて、液晶装置１の温度上昇をより一層抑制できる。
【００３９】
接着層２１３は、水晶基板２１２の屈折率と、石英基板２１１の屈折率との間の屈折率を有し、且つ水晶基板２１２及び石英基板２１１を相互に接している。このような接着層２１３によれば、水晶基板２１２及び石英基板２１１の夫々の屈折率より大きい屈折率や小さい屈折率を有する接着層を設ける場合に比べて、液晶装置１による光の変調機能或いは画像の表示機能に与える影響を小さくできる利点がある。
【００４０】
防塵用基板２２０も、防塵用基板２１０と同様に、水晶基板２２２及び石英基板２２１、並びにこれら基板を相互に接着する接着層２２３を有しており、防塵用基板２１０と同様の構成を有している。したがって、防塵用基板２１０と同様に、液晶装置１の放熱性を高めることができると共に、部品コストの増大を極力抑えることが可能である。
【００４１】
尚、本実施形態では、２枚の防塵用基板２１０及び２２０を設けた液晶装置１を例に挙げているが、液晶パネル本体の両側の夫々の配置される２枚の防塵用基板の少なくとも一方が、水晶基板及び石英基板を相互に貼り合わせて構成されていれば、部品コストの増大を極力抑えつつ、液晶装置の放熱性を向上させることが可能である。また、防塵用基板は、水晶基板及び石英基板を一枚ずつ貼り合わせて構成されている場合に限定されるものではなく、複数の水晶基板及び複数の石英基板が相互に貼り合わせられた構造を有していても、液晶装置の放熱性を高めることは可能である。
【００４２】
次に、図５を参照しながら、水晶基板２１２の基板面２１２ｓ−１及び２１２ｓ−２と、水晶基板２１２の光学軸との関係を説明する。図５は、水晶基板２１２の基板面２１２ｓ−１及び２１２ｓ−２と、水晶基板２１２の光学軸との相対的な関係を図式的に示した斜視図である。
【００４３】
図５に示すように、水晶基板２１２の基板面２１２ｓ−１及び２１２ｓ−２、即ち、液晶パネル１００の動作時において液晶パネル１００に光が入射する面及び光が出射される面に平行な面は、水晶基板２１２の光学軸Ｐに沿って延びている。なお、この光学軸Ｐが、液晶パネル１００の入射側及び出射側に配置された偏光板(図示せず)の透過軸に対して、それぞれ平行又は直交するように配置されることが望ましい。
【００４４】
したがって、水晶基板２１２は、当該水晶基板２１２に入射する入射光の位相を補償する機能を有しておらず、液晶装置１による画像表示に光学的に影響を与えない。よって、水晶基板２１２は、放熱機能を高めるためだけに設けられていることになる。尚、水晶基板２２２も水晶基板２１２と同様に、その基板面は水晶基板２２２の光学軸に沿って延びており、液晶装置１による画像の表示性能に影響を与えない。
【００４５】
このように、本実施形態に係る液晶装置１によれば、その動作時における液晶装置１の温度上昇を抑制することが可能であり、液晶装置１が光を変調する変調機能の低下を抑制できると共に、その信頼性も高めることが可能である。加えて、液晶装置１を構成する部品コストの増大を極力抑えることが可能である。
【００４６】
次に、図６を参照しながら、防塵用基板の変形例を説明する。図６は、上述の防塵用基板２１０及び２２０の変形例である防塵用基板２２０ａの斜視図である。尚、図６では、水晶基板２２２ａ及び石英基板２２１ａを相互に接着する接着層の図示を省略している。
【００４７】
図６において、水晶基板２２２ａのサイズは、平面的に見て、石英基板２２１ａのサイズより大きい。このような防塵用基板２２０ａによれば、水晶基板２２２ａのサイズが大きいことによって熱エネルギーが放出される表面積が多くなり、液晶装置の温度上昇をより一層抑制できる利点がある。
【００４８】
以上、説明したように、本実施形態に係る液晶装置１によれば、その部品コストを極力抑えつつ、放熱性を高めることができ、高品位の画像の表示或いは投射が可能になる。
【００４９】
＜電子機器＞
次に、図７を参照しながら、上述した液晶装置を電子機器の一例であるプロジェクタに適用した場合を説明する。上述した液晶装置における液晶パネル１００は、プロジェクタのライトバルブとして用いられている。図７は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。特に、プロジェクタでは、強力な光が光源からライトバルブに導かれるため、上述の液晶装置における放熱性の向上は、プロジェクタによる画像の表示性能及び信頼性を向上させるうえで有用な技術になる。
【００５０】
図７に示すように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。このランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド１１０４内に配置された４枚のミラー１１０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇに入射される。
【００５１】
液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇの構成は、上述した液晶装置と同等の構成を有しており、画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。このダイクロイックプリズム１１１２においては、ＲおよびＢの光が９０度に屈折する一方、Ｇの光が直進する。したがって、各色の画像が合成される結果、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
【００５２】
ここで、各液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇによる表示像について着目すると、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂによる表示像は、液晶パネル１１１０Ｇによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
【００５３】
尚、液晶パネル１１１０Ｒ、１１１０Ｂおよび１１１０Ｇには、ダイクロイックミラー１１０８によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
【００５４】
尚、図７を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶パネルの全体構成を示す平面図である。
【図４】図３のＨ−Ｈ´線断面図である。
【図５】水晶基板の基板面と、水晶基板の光学軸との相対的な関係を図式的に示した斜視図である。
【図６】防塵用基板の変形例を示した斜視図である。
【図７】電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１、２…液晶装置、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、１００…液晶パネル、２１０、２２０…防塵ガラス、２１１，２２１・・・石英基板、２１２，２２２・・・水晶基板、２３１、２３２、３４０…接着剤、３１０…フレーム、３２０…フック、３３０…配線基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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