(57)【要約】【課題】異物を分析することが可能な分析装置を提供する。【解決手段】液晶パネル１００内の異物６１を分析する分析装置であって、液晶パネル１００を載置するステージ５４と、液晶パネル１００を押圧する押圧部材５３ａと、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネル内の異物を分析する分析装置であって、
前記液晶パネルを載置するステージと、
前記液晶パネルを押圧する押圧部材と、
を備えたことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分析装置であって、
前記液晶パネルは、対向配置される素子基板と対向基板とを備え、
前記押圧部材は、前記素子基板と前記対向基板との間のセルギャップを、前記異物の厚みより狭くなるように調整することを特徴とする分析装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の分析装置であって、
前記押圧部材は、加圧機構を構成する一部であることを特徴とする分析装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の分析装置であって、
前記押圧部材には、前記異物の動きの範囲を規制する開口孔が設けられていることを特徴とする分析装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の分析装置であって、
前記ステージは、冷却機構を備えることを特徴とする分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置に含まれる異物を分析する分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電気光学装置の一つとして、例えば、画素電極をスイッチング制御する素子としてトランジスターを画素ごとに備えたアクティブ駆動方式の液晶パネルが知られている。液晶パネルは、素子基板と対向基板との間に液晶層が挟持された構造となっている。
【０００３】
液晶層の中に混入した異物の成分を分析する分析装置として、例えば、特許文献１に記載のような、ラマン分光法を用いた分析装置が知られている。このような分析装置を用いることにより、例えば、異物の成分を特定し、液晶層中の発塵の原因を調べることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４３６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異物の大きさがセルギャップより小さいことから、異物を分析する際、異物が液晶層の中を動くことがあり、異物の成分分析ができないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る分析装置は、液晶パネル内の異物を分析する分析装置であって、前記液晶パネルを載置するステージと、前記液晶パネルを押圧する押圧部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、ステージに載置された液晶パネルを押圧するので、セルギャップが狭くなり、異物を液晶パネルで挟むことが可能となり、異物を分析する際に異物が移動することを抑えることができる。よって、異物を固定することが可能となり、分析することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に係る分析装置において、前記液晶パネルは、対向配置される素子基板と対向基板とを備え、前記押圧部材は、前記素子基板と前記対向基板との間のセルギャップを、前記異物の厚みより狭くなるように調整することが好ましい。
【００１０】
本適用例によれば、異物の厚みよりセルギャップの厚みを狭くするので、素子基板と対向基板とによって、異物を挟み込むことが可能となり、異物が移動することを抑えることができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例に係る分析装置において、前記押圧部材は、加圧機構を構成する一部であることが好ましい。
【００１２】
本適用例によれば、加圧機構を用いるので、液晶パネルのセルギャップを所望の隙間に調整することができ、異物の大きさに応じて最適に挟み込むことができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に係る分析装置において、前記押圧部材には、前記異物の動きの範囲を規制する開口孔が設けられていることが好ましい。
【００１４】
本適用例によれば、押圧部材に開口孔が設けられているので、平面視で開口孔と異物とを重ねることにより、異物の周囲（開口孔の周囲）に圧力がかかり、周囲のセルギャップを狭くすることができる。よって、平面視で開口孔の中に異物を留まらせることができる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例に係る分析装置において、前記ステージは、冷却機構を備えることが好ましい。
【００１６】
本適用例によれば、冷却機構を備えているので、ステージに載置された液晶パネルの液晶層の流動性を低下させることが可能となり、異物が移動することを抑えることができる。よって、異物を動かさずに液晶パネルを挟み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】液晶パネルの構成を示す模式平面図。
【図２】図１に示す液晶パネルのＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図。
【図３】分析装置の構成を示す模式図。
【図４】異物を分析する方法のうち一部の方法を示す模式断面図。
【図５】異物を分析する方法のうち一部の方法を示す模式断面図。
【図６】プロジェクターの構成を示す概略図。
【図７】変形例の加圧機構の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００１９】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２０】
本実施形態では、電気光学装置の一例として、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶パネルを例に挙げて説明する。この液晶パネルは、例えば、投射型表示装置（液晶プロジェクター）の光変調素子（液晶ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
【００２１】
＜電気光学装置としての液晶パネルの構成＞
図１は、液晶パネルの構成を示す模式平面図である。図２は、図１に示す液晶パネルのＨ−Ｈ’線に沿う模式断面図である。以下、液晶パネルの構成を、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶パネル１００は、対向するように配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層１５とを有する。素子基板１０を構成する基板としての第１基材１０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板、あるいはシリコン基板が用いられ、対向基板２０を構成する第２基材２０ａは、例えば、ガラス基板、石英基板などの透明基板が用いられている。
【００２３】
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板１０，２０は、対向基板２０の外周に沿って配置されたシール材１４を介して接合されている。平面視で環状に設けられたシール材１４の内側で、素子基板１０は対向基板２０の間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層１５を構成している。シール材１４は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材１４には、一対の基板の間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
【００２４】
シール材１４の内縁より内側には、複数の画素Ｐが配列した表示領域Ｅが設けられている。表示領域Ｅは、表示に寄与する複数の画素Ｐに加えて、複数の画素Ｐを囲むように配置されたダミー画素を含むとしてもよい。また、図１及び図２では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいて複数の画素Ｐをそれぞれ平面的に区分する遮光膜（ブラックマトリックス：ＢＭ）が対向基板２０に設けられている。
【００２５】
素子基板１０の１辺部に沿ったシール材１４と該１辺部との間に、データ線駆動回路２２が設けられている。また、該１辺部に対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間に、検査回路２５が設けられている。さらに、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿ったシール材１４と表示領域Ｅとの間に走査線駆動回路２４が設けられている。該１辺部と対向する他の１辺部に沿ったシール材１４と検査回路２５との間には、２つの走査線駆動回路２４を繋ぐ複数の配線２９が設けられている。
【００２６】
対向基板２０における環状に配置されたシール材１４と表示領域Ｅとの間には、遮光部材としての遮光膜１８（見切り部）が設けられている。遮光膜１８は、例えば、遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなり、遮光膜１８の内側が複数の画素Ｐを有する表示領域Ｅとなっている。なお、図１では図示を省略したが、表示領域Ｅにおいても複数の画素Ｐを平面的に区分する遮光膜が設けられている。
【００２７】
これらデータ線駆動回路２２、走査線駆動回路２４に繋がる配線は、該１辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子３５に接続されている。以降、該１辺部に沿った方向をＸ方向とし、該１辺部と直交し互いに対向する他の２辺部に沿った方向をＹ方向として説明する。
【００２８】
図２に示すように、第１基材１０ａの液晶層１５側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極２７およびスイッチング素子である薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor、以降、「ＴＦＴ３０」と呼称する）と、信号配線と、これらを覆う無機配向膜２８とが形成されている。
【００２９】
また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。本発明における素子基板１０は、少なくとも画素電極２７、ＴＦＴ３０、無機配向膜２８を含むものである。
【００３０】
対向基板２０の液晶層１５側の表面には、遮光膜１８と、これを覆うように成膜された絶縁膜３３と、絶縁膜３３を覆うように設けられた対向電極３１と、対向電極３１を覆う無機配向膜３２とが設けられている。本発明における対向基板２０は、少なくとも絶縁膜３３、対向電極３１、無機配向膜３２を含むものである。
【００３１】
遮光膜１８は、図１に示すように、表示領域Ｅを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路２４、検査回路２５と重なる位置に設けられている（図示簡略）。これにより対向基板２０側からこれらの駆動回路を含む周辺回路に入射する光を遮蔽して、周辺回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Ｅに入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅの表示における高いコントラストを確保している。
【００３２】
絶縁膜３３は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して遮光膜１８を覆うように設けられている。このような絶縁膜３３の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
【００３３】
対向電極３１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、絶縁膜３３を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部２６により素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
【００３４】
画素電極２７を覆う無機配向膜２８、および対向電極３１を覆う無機配向膜３２は、液晶パネル１００の光学設計に基づいて選定される。無機配向膜２８，３２としては、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
【００３５】
このような液晶パネル１００は透過型であって、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも大きいノーマリーホワイトや、電圧が印加されない時の画素Ｐの透過率が電圧印加時の透過率よりも小さいノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
【００３６】
＜分析装置の構成＞
図３は、分析装置の構成を示す模式図である。図４及び図５は、異物を分析する方法のうち一部の方法を示す模式断面図である。以下、分析装置の構成、及び異物の分析方法を、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００３７】
図３に示すように、分析装置（分光装置）５０は、レーザー光源５１と、光カットフィルター５２と、加圧機構５３によって加圧された液晶パネル１００を載置するステージ５４と、分光器５５とを備えている。
【００３８】
具体的には、レーザー光源５１は、ラマン散乱を励起するレーザー光５１ａを出射する。光カットフィルター５２は、液晶パネル１００を載置するステージ５４の方向にレーザー光５１ａを導く。レーザー光源５１と光カットフィルター５２との間には、バンドパスフィルター５６が配置されている。ステージ５４は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動させることが可能に設けられている。
【００３９】
ステージ５４の方向に導かれたレーザー光５１ａは、対物レンズ５７によって集光される。集光されたレーザー光５１ａは、液晶パネル１００の液晶層１５に入射する。レーザー光５１ａの照射によって発生した異物６１からのラマン散乱光５１ｂは、対物レンズ５７を通過し、光カットフィルター５２によって分光器５５の方向に導かれる。
【００４０】
分光器５５の方向に導かれたラマン散乱光５１ｂは、共焦点ホイール５８、スリット５９を介して、分光器５５で検出され、検出器６０に入射する（受光される）。このようにしてラマン散乱光５１ｂがスペクトル分解され、標的物のスペクトル情報が得られる。
【００４１】
分析する際、液晶パネル１００は、ステージ５４に載置された加圧機構５３によって加圧されている。これにより、液晶パネル１００のセルギャップは、通常の厚みより狭くなっている。
【００４２】
分析する前のセルギャップは、例えば、２μｍ〜３μｍである。分析するときのセルギャップは、異物６１の大きさにもよるが、例えば、１．５μｍ程度である。このようにセルギャップを調整することにより、異物６１の移動を制御することができる。その結果、異物６１の分析を容易にすることができる。
【００４３】
加圧機構５３は、特に限定される機構のものではなく、液晶パネル１００を押圧してセルギャップを調整できるものであればよい。例えば、加圧機構５３を構成する押圧部材５３ａの高さを下げることにより、セルギャップを狭く調整するようにしてもよい。なお、押圧部材５３ａは、液晶パネル１００の全体と接触する程度の大きさであることが好ましい。また、加圧機構５３は、機械式、電気式などによって押圧部材５３ａを作動させてもよい。
【００４４】
押圧部材５３ａの材質としては、例えば、石英ガラスや硼珪酸ガラスなどの透明材料が挙げられる。
【００４５】
次に、図４及び図５を参照しながら、分析装置５０を用いた異物６１の分析方法について説明する。まず、図４に示すように、加圧機構５３によってステージ５４に載置された液晶パネル１００を押圧しないときには、異物６１が液晶層１５の中を自由に移動すること可能な状態になっている。
【００４６】
次に、図５に示すように、加圧機構５３によって液晶パネル１００を押圧する。このとき、液晶パネル１００のセルギャップを、異物６１の厚みより狭くなるように、加圧機構５３で押圧力を調整する。これにより、素子基板１０と対向基板２０とによって異物６１を挟み込むことができる。言い換えれば、異物６１が動かないように固定することができる。
【００４７】
その後、ステージ５４の位置を調整しながら、レーザー光源５１からのレーザー光５１ａを液晶パネル１００の液晶層１５内の異物６１に照射する。異物６１に照射して発生したラマン散乱光５１ｂは、分光器５５で検出される。
【００４８】
検出されたラマン散乱光５１ｂのデータをコンピューターで解析し、異物６１の分光特性が得られる。その後、データベースの中からラマン散乱光５１ｂのデータと近似するデータの物質を選定する。これにより、異物６１の成分を特定することができる。また、異物６１が動かないようにしてから分析するので、正確に成分の分析を行うことができる。
【００４９】
＜電子機器の構成＞
次に、上記液晶パネルを備えたプロジェクターについて、図６を参照しながら説明する。図６は、プロジェクターの構成を示す概略図である。
【００５０】
図６に示すように、本実施形態のプロジェクター１０００は、システム光軸Ｌに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
【００５１】
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
【００５２】
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
【００５３】
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
【００５４】
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。
【００５５】
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合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００５６】
液晶ライトバルブ１２１０は、上述した液晶パネル１００が適用されたものである。液晶パネル１００は、色光の入射側と射出側とにおいてクロスニコルに配置された一対の偏光素子の間に隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
【００５７】
このようなプロジェクター１０００に、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０を用いているので、高い信頼性を得ることができる。
【００５８】
なお、液晶パネル１００が搭載される電子機器としては、プロジェクター１０００の他、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、スマートフォン、ＥＶＦ（Electrical View Finder）、モバイルミニプロジェクター、電子ブック、携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器など各種電子機器に用いることができる。
【００５９】
以上詳述したように、本実施形態の分析装置５０によれば、以下に示す効果が得られる。
【００６０】
（１）本実施形態の分析装置５０によれば、加圧機構５３を用いて、ステージ５４に載置された液晶パネル１００を押圧するので、異物６１の厚みより狭いセルギャップに調整することができる。よって、液晶層１５の中に浮遊する異物６１を素子基板１０及び対向基板２０で挟むことが可能となる（異物６１の移動を制限する）。その結果、異物６１を固定することが可能となり、異物６１の分析を容易に行うことができる。
【００６１】
なお、本発明の態様は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、本発明の態様の技術範囲に含まれるものである。また、以下のような形態で実施することもできる。
【００６２】
（変形例１）
上記したように、加圧機構５３の押圧部材５３ａは、全面に加工を施さないことに限定されず、例えば、図７に示すように形成してもよい。図７（ａ）は、変形例の加圧機構の構成を示す模式断面図である。図７（ｂ）は、（ａ）に示す加圧機構の押圧部材を上方から見た模式平面図である。
【００６３】
図７に示すように、変形例の加圧機構５３の押圧部材５３ａには、平面視で異物６１を囲うことが可能な大きさの開口孔５３ｂが設けられている。分析装置５０のステージ５４の位置を調整して、平面視で異物６１を開口孔５３ｂで囲んだところで、押圧部材５３ａで液晶パネル１００を押圧する。ここで、セルギャップを異物６１の厚みより狭くなるように押圧部材５３ａで押圧することにより、異物６１の周囲に圧力がかかり、平面視で開口孔５３ｂの外に異物６１を逃げなくすることができる。
【００６４】
これによれば、押圧部材５３ａに開口孔５３ｂが設けられているので、平面視で開口孔５３ｂと異物６１とを重ね合せることにより、異物６１の周囲に圧力がかかり、異物６１の移動を開口孔５３ｂの領域の中に留まらせることが可能となり、分析装置５０によって異物６１の分析を行うことができる。
【００６５】
（変形例２）
上記したように、異物６１を分析する際、セルギャップを調整することに加えて、液晶パネル１００を冷却するようにしてもよい。液晶パネル１００を冷却する方法としては、例えば、ステージ５４に冷却機構を設けることで可能となる。これによれば、液晶パネル１００を冷却することにより、液晶層１５の流動性を抑えることが可能となり、異物６１の動きを制限させることができる。その後、液晶パネル１００を加圧することにより、異物６１の分析をしやすくすることができる。
【００６６】
（変形例３）
上記したように、ラマン分光法に用いることに限定されず、例えば、フーリエ変換型赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）に適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０…素子基板、１０ａ…第１基材、１４…シール材、１５…液晶層、１８…遮光膜、２０…対向基板、２０ａ…第２基材、２２…データ線駆動回路、２４…走査線駆動回路、２５…検査回路、２６…上下導通部、２７…画素電極、２８，３２…無機配向膜、２９…配線、３０…ＴＦＴ、３１…対向電極、３３…絶縁膜、３５…外部接続用端子、５０…分析装置、５１…レーザー光源、５１ａ…レーザー光、５１ｂ…ラマン散乱光、５２…光カットフィルター、５３…加圧機構、５３ａ…押圧部材、５３ｂ…開口孔、５４…ステージ、５５…分光器、５６…バンドパスフィルター、５７…対物レンズ、５８…共焦点ホイール、５９…スリット、６０…検出器、６１…異物、１００…液晶パネル、１０００…プロジェクター、１１００…偏光照明装置、１１０１…ランプユニット、１１０２…インテグレーターレンズ、１１０３…偏光変換素子、１１０４，１１０５…ダイクロイックミラー、１１０６，１１０７，１１０８…反射ミラー、１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５…リレーレンズ、１２０６…クロスダイクロイックプリズム、１２０７…投射レンズ、１２１０，１２２０，１２３０…液晶ライトバルブ、１３００…スクリーン。
【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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