(57)【要約】【課題】電気光学装置における光量損失を低減しつつ、材料の選択の幅を拡げる。【解決手段】電気光学装置（１）は、電気光学物質を狭持する一対の基板（１０、２０）と、一対の基板の少なくとも一方の基板における電気光学物質と対向しない側に配置される防塵用基板（２１０、２２０）と、一方の基板及び防塵用基板を相互に接着する接着剤（２３１、２３２）とを備える。前記一方の基板及び防塵用基板のうち少なくとも一の基板は、本体部（１０ｂ、２０ｂ、２１１、２２１）と、該本体部における接着剤と対向する面に形成され、本体部の第１屈折率と接着剤の第２屈折率との間の第３屈折率を有する中間屈折率層（１０ｃ、２０ｃ、２１２、２２２）とを有する。【選択図】図２
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【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における前記電気光学物質と対向しない側に配置される防塵用基板と、
前記一方の基板及び前記防塵用基板を相互に接着する接着剤と
を備え、
前記一方の基板及び前記防塵用基板のうち少なくとも一の基板は、
本体部と、
前記本体部における前記接着剤と対向する面に形成され、前記本体部の第１屈折率と前記接着剤の第２屈折率との間の第３屈折率を有する中間屈折率層と
を有する
ことを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記第３屈折率は、前記第１屈折率及び前記第２屈折率の平均値であ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】
請求項１又は２に記載の電気光学装置を備え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では、該電気光学装置を構成する複数の基板間における屈折率の違いに起因する光量損失の低減が図られる。例えば特許文献１には、第１及び第２透明基板のうち少なくも一方の透明基板の外面に、該一方の透明基板の屈折率と略等しい屈折率を有する接着剤を用いて、一方の透明基板の屈折率と略等しい屈折率を有する第３透明基板を接着する技術が提案されている。
【０００３】
尚、この種の電気光学装置の一例である液晶パネルを、液晶プロジェクタにおけるライトバルブとして用いる場合、スクリーン上に拡大投射を行うために、ライトバルブの表面にごみや埃等（以下、単に「粉塵」という。）が付着すると、映写幕上にその粉塵の像もまた投影されてしまうことで、画像の品質を低下させる可能性がある。このため、液晶パネルを構成する基板の外側表面に防塵用基板が設けられることが多い。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２９５６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１によれば、透明基板及び接着剤各々の屈折率を夫々揃えなければならないので、材料の選択肢が限られてしまうという技術的問題点がある。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、光量損失を低減しつつ、材料の選択の幅を拡げることができる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】
【０００７】
本発明の電気光学装置は、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における前記電気光学物質と対向しない側に配置される防塵用基板と、前記一方の基板及び前記防塵用基板を相互に接着する接着剤とを備え、前記一方の基板及び前記防塵用基板のうち少なくとも一の基板は、本体部と、前記本体部における前記接着剤と対向する面に形成され、前記本体部の第１屈折率と前記接着剤の第２屈折率との間の第３屈折率を有する中間屈折率層とを有する。
【０００８】
本発明の電気光学装置によれば、一対の基板は、例えば液晶等である電気光学物質を狭持している。尚、一対の基板は、例えば少なくとも一方の基板上における、電気光学物質に対向する側に、例えばＳｉＯやＳｉＯ２等の無機材料からなる無機配向膜を有している。他方の基板上における、電気光学物質に面する側にも、同様に、無機配向膜が設けられていてもよい。
【０００９】
防塵用基板は、一対の基板の少なくとも一方の基板における電気光学物質に対向しない側に設けられている。例えばシリコン樹脂等を含んでなる接着剤は、一方の基板と防塵用基板とを相互に接着する。
【００１０】
一方の基板及び防塵用基板のうち少なくとも一の基板は、本体部と、該本体部における接着剤と対向する面に形成された中間屈折率層とを有する。中間屈折率層は、本体部の第１屈折率と接着剤の第２屈折率との間の第３屈折率を有する。ここに、「一の基板の第１屈折率と接着剤の第２屈折率との間」とは、第１屈折率及び第２屈折率の小さい値よりも大きく、第１屈折率及び第２屈折率の大きい値よりも小さいことを意味する。つまり、第１屈折率が第２屈折率よりも大きい場合には、第３屈折率は、第２屈折率よりも大きく第１屈折率よりも小さい値となり、第１屈折率が第２屈折率よりも小さい場合には、第３屈折率は、第１屈折率よりも大きく第２屈折率よりも小さい値となる。
【００１１】
具体的には例えば、第１屈折率が１．５４（波長約５５０ｎｍの光に対する屈折率。以下同じ。）であり、第２屈折率が１．４６である場合（例えば、一の基板の本外部が水晶からなり、接着剤がシリコン樹脂からなる場合）、第３屈折率は、１．４６より大きく１．５４より小さい値となる。このような第３屈折率を有する中間屈折率層は、例えばポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）（屈折率１．４９）、ＢＫ７光学ガラス（屈折率１．５３）、ＹｂＦ３（屈折率１．５２）、ＹＦ３（屈折率１．５）等により構成すればよい。尚、中間屈折率層は、上記材料を一の基板における接着剤と対向する面上に、例えば塗布、蒸着、スパッタ等して形成すればよい。
【００１２】
中間屈折率層が形成されていない場合は、一の基板の本体部と接着剤との間の界面は一つ（即ち、本体部と接着剤との界面）であるのに対し、中間屈折率層が形成されている場合は、本体部と接着剤との間の界面は二つ（即ち、本体部と中間屈折率層との界面、及び中間屈折率層と接着剤との界面）である。しかしながら、媒体に垂直に入射する光の反射率Ｒが（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２で表されるので、界面が増加しても、光の透過率は向上する（即ち、光量損失が低減する）ことが、本願発明者の研究により判明している。尚、ｎ１は第１媒体の屈折率、ｎ２は第２媒体の屈折率を夫々示している。
【００１３】
仮に、中間屈折率層を形成しなければ、第１屈折率と第２屈折率とが異なる場合に、光量損失により、表示画像が暗くなってしまう。他方、第１屈折率と第２屈折率とを等しくしようとすれば、一の基板及び接着剤の材料の選択肢が限られてしまい、製造コスト等が増加する可能性がある。
【００１４】
しかるに本発明では、中間屈折率層が形成されているので、光量損失を低減して表示画像の品質を向上させつつ、材料の選択の幅を拡げることができる。
【００１５】
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第３屈折率は、前記第１屈折率及び前記第２屈折率の平均値である。
【００１６】
この態様によれば、光量損失をより低減することができる。本願発明者の研究によれば、第３屈折率が、第１屈折率及び第２屈折率の平均値近傍である場合に、最も光量損失が少なくなることが判明している。
【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、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図面に基づいて説明する。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】
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（屈折率１．４６）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（屈折率１．４６）によって相互に接着されている。
【００２５】
ＴＦＴアレイ基板１０は、例えばネオセラム（屈折率１．５４）からなる本体部１０ｂと、該本体部１０ｂにおける接着剤２３１と対向する面に形成された、中間屈折率層１０ｃとを備える。対向基板２０は、例えばネオセラム（屈折率１．５４）からなる本体部２０ｂと、該本体部２０ｂにおける接着剤２３２と対向する面に形成された、中間屈折率層２０ｃとを備える。
【００２６】
防塵ガラス２１０は、例えば水晶（屈折率１．５４）からなる本体部２１１と、該本体部２１１における接着剤２３１と対向する面に形成された、中間屈折率層２１２とを備える。防塵ガラス２２０は、例えば水晶（屈折率１．５４）からなる本体部２２１と、該本体部２２１における接着剤２３２と対向する面に形成された、中間屈折率層２２２とを備える。
【００２７】
次に、液晶パネル１００について、図３及び図４を参照して説明を加える。ここに、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、上述のように構成された液晶装置１に入射する光の透過率について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、中間屈折率層の屈折率と透過率との関係を示す特性図の一例である。尚、説明の便宜上、光は、液晶パネル１００に対して垂直（即ち、図２における上下方向）に入射するものとする。また、図中の透過率Ｔ０は、中間屈折率層が無い場合の透過率を示している。
【００３９】
例として、防塵ガラス２１０を透過した光が接着剤２３２に入射する場合について説明する。防塵ガラス２１０の本体部２１１の屈折率をｎ２＝１．５４とし、接着剤２３２の屈折率をｎ１＝１．４６とする。中間屈折率層２１２の屈折率は、ｎ１×ｘ＋ｎ２×（１−ｘ）と表す（０＜ｘ＜１）。従って、ｘ＝０．５の場合、中間屈折率層２１２の屈折率は、屈折率ｎ１及びｎ２の平均値となる。尚、本実施形態に係る「屈折率ｎ２」、「屈折率ｎ１」及び「屈折率ｎ１×ｘ＋ｎ２×（１−ｘ）」は、夫々、本発明に係る「第１屈折率」、「第２屈折率」及び「第３屈折率」の一例である。
【００４０】
図５に示すように、中間屈折率層２１２が無い場合の透過率Ｔ０よりも、中間屈折率層２１２がある場合の透過率（図中の実曲線）のほうが大きいことがわかる。特に、ｘ＝０．５近傍において最も透過率が高い（即ち、最も光量損失が少ない）。従って、中間屈折率層２１２を、例えばＹＦ３（屈折率１．５）で形成すれば、効率的に光量損失を低減することができる。
【００４１】
（変形例）
次に、本実施形態に係る液晶装置の変形例について、図６を参照して説明する。ここに、図６は、図２と同趣旨の、図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【００４２】
本変形例に係る液晶装置２では、例えば石英（屈折率１．４６）からなるＴＦＴアレイ基板１０と、例えば石英（屈折率１．４６）からなる防塵ガラス２１０とが、例えばシリコン樹脂からなる接着剤２３１（屈折率１．４６）によって相互に接着されている。例えばネオセラム（屈折率１．５４）からなる本体部２０ｂを有する対向基板２０と、例えば石英（屈折率１．４６）からなる防塵ガラス２２０とが、例えばシリコン樹脂からなる接着剤２３２（屈折率１．４６）によって相互に接着されている。
【００４３】
本変形例では、ＴＦＴアレイ基板１０、防塵ガラス２１０及び２２０、並びに接着剤２３１及び２３２各々の屈折率が等しいので、ＴＦＴアレイ基板１０、並びに防塵ガラス２１０及び２２０に、中間屈折率層を形成する必要はない。尚、対向基板２０の中間屈折率層２０ｃを、例えばＹＦ３（屈折率１．５）で形成すれば、効率的に光量損失を低減することができる。
【００４４】
＜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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
本発明は、上述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或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【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】本発明の実施形態に係る中間屈折率層の屈折率と透過率との関係を示す特性図の一例である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る液晶装置のＡ−Ａ´線断面図である。
【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】
【００５２】
１、２…液晶装置、１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、１０ｂ、２０ｂ、２１１、２２１…本体部、１０ｃ、２０ｃ、２１２、２２２…中間屈折率層、２０…対向基板、１００…液晶パネル、２１０、２２０…防塵ガラス、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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