JP4193516B2

JP4193516B2 - 投射型表示装置

Info

Publication number: JP4193516B2
Application number: JP2003044667A
Authority: JP
Inventors: 公司清水; 昭彦伊藤; 勝利上野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: JP2004252335A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関し、特にＣＯＦ（Chip On Film）技術を採用した光変調装置を具備する投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達は目覚しく、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。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待されている。
【０００３】
ところで、昨今の表示装置に対する軽薄短小化のニーズに応える技術として、液晶表示装置を駆動するドライバ回路をパッケージ化し、これを液晶表示装置と接続したフィルム上に実装するＣＯＦ（Chip On Film）技術が知られている。このようなＣＯＦ技術により装置の軽薄短小化を図ることができるが、フィルムに実装したドライバ回路に対して光が照射されると、光起電力が生じ、当該液晶表示装置において誤動作が生じる惧れがある。そこで、光を遮るための遮光テープをドライバ回路上に貼ったり、該ドライバ回路上に遮光パターンを形成したりする技術が例えば特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５４２１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１に記載されたような技術により、ドライバ回路における光起電力の生成を抑制することができるが、例えばドライバ回路上に遮光パターンを形成するのは非常に手間が掛かるものである。また、特に液晶表示装置を投射型表示装置の光変調装置（液晶ライトバルブ）として用いた場合、投射型表示装置は直視型の表示装置に比べて光源のエネルギーが強いため、遮光性能を一層高める技術が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、上記のようなＣＯＦ技術を採用した投射型表示装置について、フィルム上に実装されたドライバ回路を光源光から簡便且つ確実に遮光することが可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、該光源から出射される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る投射型表示装置であって、前記光変調装置を制御する制御回路が実装された制御基板と、該制御基板と前記光変調装置とを接続する可撓性基板と、該可撓性基板上に実装され、前記光変調装置を駆動するための半導体集積回路と、を具備し、前記制御基板は、一方の板面が前記光源から前記光変調装置への光路に面するように配設される一方、前記半導体集積回路が、前記制御基板の前記光路と反対側の板面上に形成された遮光部内に配設されていることを特徴とする。
【０００８】
このような投射型表示装置によると、光変調装置を制御するための制御回路が実装された制御基板により、可撓性基板上に実装された半導体集積回路が遮光されるとともに、該基板の光路と反対側の板面上に形成された遮光部によっても光源から遮光されるため、該半導体集積回路における光起電力の発生を防止ないし抑制することが可能となる。特に、投射型表示装置においては、光源光としてメタルハライドランプ、超高圧水銀灯やハロゲンランプ等の高エネルギー光源を用いることが多いが、本発明の構成を採用することにより、このような高エネルギー光源からの光に対しても遮光性能を発現することが可能となる。
【０００９】
具体的には、前記光源と前記半導体集積回路とが前記制御基板を介して反対側の位置に配設されていることが好ましい。すなわち、制御基板の第１の板面側に光源を配設する一方、これとは反対側の第２の板面側に半導体集積回路を配設することで、該半導体集積回路を光源から一層確実に遮光することが可能となる。このように本発明の投射型表示装置においては、半導体集積回路を可撓性基板に実装するとともに、その可撓性基板と制御基板との間に位置して配設し、しかも制御基板の遮光部内部に配設することにより、該半導体集積回路への光照射を防止しているのである。
【００１０】
本発明の投射型表示装置に適用する遮光部は、少なくとも光源からの光を遮る構成を有したものであることが好ましく、例えば光路と反対側の板面上に形成された凹部を含んで構成されたものを例示することができ、この場合、凹部の内部に半導体集積回路を配設することができる。或いは、光路と反対側の板面上に形成された凸状壁部を含んで構成されたものを採用することもでき、この場合、凸状壁部の光源からみて内側に半導体集積回路を配設することができる。なお、凹部と凸状壁部をそれぞれ組み合わせた構成のものを採用することも可能で、この場合、凹部内部に半導体集積回路を配設すれば、一層確実に該半導体集積回路を遮光することが可能となる。
【００１１】
更に詳しくは、前記制御基板を、前記可撓性基板を挿通可能な挿通孔を具備して構成し、前記可撓性基板を、前記制御基板の光路側においてその一端が前記光変調装置に接続される一方、前記制御基板の挿通孔を介して該制御基板の光路と反対側に挿通されるとともに、前記光路と反対側の板面においてその他端が前記制御基板と接続された構成とすることができる。このような構成により、半導体集積回路が一層確実に光源から遮光されるようになる。
【００１２】
本発明の投射型表示装置において、前記制御基板は樹脂性の遮光性基板にて構成することができ、前記光路と反対側の板面上に前記制御回路を実装してなることが好ましい。また、前記半導体集積回路はパッケージ化された半導体チップにて構成することができ、この場合、本発明の投射型表示装置を一層軽薄短小化することが可能となる。さらに、前記可撓性基板は光変調装置と制御回路とを電気的に接続する役割を担っており、例えばポリイミド等の樹脂薄膜と銅箔等の導電性薄膜との積層体にて構成することができる。
【００１３】
なお、前記光変調装置は制御回路によって作動制御されるものであるが、可撓性基板上に実装された半導体集積回路は、制御回路からの制御信号に基づいて光変調装置を駆動するための駆動信号を適宜送信する役割を担っている。ここで、本発明の投射型表示装置に好適な光変調装置としては、例えば液晶装置からなる液晶ライトバルブを例示することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
最初に、本発明の投射型表示装置の一例である投射型液晶表示装置について図１を用いて説明する。図１に示した投射型液晶表示装置３０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を備えた３板式の投射型カラー液晶表示装置である。
【００１５】
図１は第１の実施形態の投射型液晶表示装置３０を示す概略構成図であって、図中、符号１は照明装置、２は光源、３，４はフライアイレンズ（均一照明手段）、５ｄは偏光変換装置、１３，１４はダイクロイックミラー（色分離手段）、１５，１６，１７は反射ミラー、２２，２３，２４は液晶ライトバルブ（光変調装置）、２５はクロスダイクロイックプリズム、２６は投射レンズ（投射装置）を示している。
【００１６】
本実施の形態における照明装置１は、光源２と、フライアイレンズ３，４と、偏光変換装置５ｄとを主体として構成されている。光源２は、高圧水銀ランプ等のランプ７と、ランプ７の光を反射するリフレクタ８とを主体として構成されている。また、光源光の照度分布を液晶ライトバルブ２２，２３，２４の照射面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（本実施の形態では例えば６×８個）のレンズ９，１０から構成されており、光源２から射出された光の照度分布を液晶ライトバルブ２２，２３，２４の光照射面において均一化させるための均一照明手段として機能する。この光源２からの射出光は均一照明手段から偏光変換装置５ｄに射出される。
【００１７】
偏光変換装置５ｄ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、ダイクロイックミラー１３側に設けられた１／２波長板アレイとから構成されている。この偏光変換装置５ｄは、上記均一照明手段とダイクロイックミラー１３との間に設けられている。
【００１８】
照明装置１の後段の構成を以下、各構成要素の作用とともに説明する。
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とを反射させるものである。ダイクロイックミラー１３を透過した赤色光ＬＲは反射ミラー１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射される。
【００１９】
一方、ダイクロイックミラー１３で反射した色光のうち、緑色光ＬＧは緑色光反射用のダイクロイックミラー１４によって反射され、緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射される。また、青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４も透過し、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、青色光用液晶ライトバルブ２４に入射される。
【００２０】
各液晶ライトバルブ２２，２３，２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射される。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形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ２６によりスクリーン２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００２１】
ここで、本実施形態の投射型液晶表示装置３０においては、液晶ライトバルブ２２，２３，２４を制御する制御回路が実装されてなる制御基板４０が、照明装置１及び液晶ライトバルブ２２，２３，２４、投射レンズ２６等を覆う態様にて具備されている。この制御基板４０は、液晶ライトバルブ２２，２３，２４と電気的に接続されており、具体的には樹脂膜と銅箔とが積層されてなる可撓性のフィルム部材（可撓性基板）を介して接続されている。
【００２２】
図２は、図１のＡ−Ａ’断面を模式的に示したものである。このように、制御基板４０は、一方の板面５１が光源２から液晶ライトバルブ２３（２２，２４）への光路に面するように配設されている。他方、制御基板４１０の光路と反対側の板面５２には制御回路４１が実装されており、該制御回路４１のコネクタ４４に対して上述のフィルム部材４３が接続されている。なお、制御基板４０には、フィルム部材４３を挿通可能な挿通孔４５が孔設されている。
【００２３】
フィルム部材４３は、その一端が液晶ライトバルブ２３（２２，２４）に接続されており、制御基板４０の挿通孔４５を介して光路と反対側の板面５２において制御基板４０のコネクタ４４とも電気的に接続されている。フィルム部材４３には液晶ライトバルブ２３（２２，２４）を駆動するためのドライバＩＣチップ４２が実装されており、液晶ライトバルブ２３（２２，２４）を構成する基板上にドライバ回路を直接設けない構成とされている。
【００２４】
ここで、本実施形態では、ドライバＩＣチップ４２が制御基板４０を介して光路と反対の板面５２側に位置するように、フィルム部材４３上に実装されている。また、制御基板４０の光路と反対の板面５２には凹部４７が形成されており、該凹部４７内にドライバＩＣチップ４２の少なくとも一部が挿入されている。したがって、制御基板４０が遮光板として機能するとともに、凹部４７も遮光部材として機能することとなり、光源２からの光がドライバＩＣチップ４２に対して高効率で遮光されることとなる。このようにドライバＩＣチップ４２を制御基板４０及び凹部４７にて遮光することにより、ドライバＩＣチップ４２における光起電力の発生を防止ないし抑制することが可能となり、ひいては表示不良の発生を防止することが可能となる。
【００２５】
なお、制御回路４１は液晶ライトバルブ２３（２２，２４）の作動を司る主制御部を構成しており、ドライバＩＣチップ４２では、制御回路４１からの制御信号に基づいて液晶ライトバルブ２３（２２，２４）を駆動するための駆動信号を適宜送信するものとされている。また、液晶ライトバルブ２３（２２，２４）の光入射面及び光出射面には偏光板をそれぞれ設けることができ、また、入射側の偏光板のさらに光源側には紫外線及び赤外線の透過をカットするＵＶ−ＩＲフィルタを設けることもできる。
【００２６】
また、本実施の形態では、制御基板４０上にてドライバＩＣチップ４２を遮光するために、該制御基板４０に対し遮光部材として図２に示すような凹部４７を形成したが、図３に示すような凸部（凸状壁部）４６により遮光部材を構成することも可能である。この場合、ドライバＩＣチップ４２は、凸部４６により少なくとも光源２からの光が遮光されるように、光源２からみて凸部４６の内側に配設されている。なお、凸部４６を環状に形成し、その環状内部にドライバＩＣチップ４２を配設するものとすれば、該凸部４６による遮光効果が一層高まるものとなる。
【００２７】
［第２の実施形態］
図４は、第２の実施形態の投射型液晶表示装置３０ｃを示す概略構成図である。第２の実施形態の投射型液晶表示装置３０ｃが、図１に示した第１の実施形態の投射型液晶表示装置３０と異なるところは、第１の実施形態では照明装置１と該照明装置１から射出された光を複数の色光に分離するダイクロイックミラー（色分離手段）１３, １４とリレーレンズ１７とリレー系２１が備えられていたのに対して、第２の実施形態では異なる色光をそれぞれ射出することが可能な光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが設けられている点である。
【００２８】
光源２Ｒは、赤色光ＬＲを射出するランプ７Ｒと、ランプ７Ｒの光を反射するリフレクタ８とから構成されている。また、光源２Ｇは、緑色光ＬＧを射出するランプ７Ｇと、ランプ７Ｇの光を反射するリフレクタ８とから構成され、さらに光源２Ｂは、青色光ＬＢを射出するランプ７Ｂと、ランプ７Ｂの光を反射するリフレクタ８とから構成されている。ランプ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂは、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）や、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）等から構成されている。
【００２９】
光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、液晶ライトバルブ（光変調装置）２２，２３，２４に対応して設けられており、光源２Ｒから射出された赤色光ＬＲは赤色光用液晶ライトバルブ２２に入射し変調される。また、光源２Ｇから射出された緑色光ＬＧは緑色光用液晶ライトバルブ２３に入射し変調される。さらに、光源２Ｂから射出された青色光ＬＢは青色光用液晶ライトバルブ２４に入射し、ここで変調される。
【００３０】
各液晶ライトバルブ２２，２３，２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム２５に入射され、ここで３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ２６によりスクリーン２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【００３１】
この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、液晶ライトバルブ２２，２３，２４を制御する制御回路が実装されてなる制御基板４０が、図２と同様に、光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ、液晶ライトバルブ２２，２３，２４、投射レンズ２６等を覆う態様にて具備されている。また、制御基板４０の光路と面しない側の板面上には遮光部材として凹部４７（図２参照）及び／又は凸部４６（図３参照）が形成されている。
【００３２】
そして、その遮光部材の内側、すなわち光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂからみて該遮光部材の影となる位置に、液晶ライトバルブ２２，２３，２４と制御回路４１とを接続するフィル部材４３に実装されたドライバＩＣチップ４２が配設されている。したがって、この場合もドライバＩＣチップ４２が光源２Ｒ，２Ｇ，２Ｂから遮光され、その結果、ドライバＩＣチップ４２における光起電力の発生が防止ないし抑制され、表示不良の少ない投射型液晶表示装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の投射型表示装置の概略構成を示す図。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面を模式的に示す図。
【図３】遮光部材の変形例を模式的に示す図。
【図４】第２の実施形態の投射型表示装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
２，２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…光源、２２，２３，２４…液晶ライトバルブ（光変調装置）、２６…投射レンズ（投射装置）、３０，３０ｃ…投射型液晶表示装置（投射型表示装置）、４０…制御基板、４１…制御回路、４２…ドライバＩＣチップ（半導体集積回路）、４３…フィルム部材（可撓性基板）、４６…凸部（遮光部）、４７…凹部（遮光部）

Claims

光源と、該光源から出射される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る投射型表示装置であって、
前記光変調装置を制御する制御回路が実装された制御基板と、
該制御基板と前記光変調装置とを接続する可撓性基板と、
該可撓性基板上に実装され、前記光変調装置を駆動するための半導体集積回路と、を具備し、
前記制御基板は、一方の板面が前記光源から前記光変調装置への光路に面するように配設される一方、
前記半導体集積回路が、前記制御基板の前記光路と反対側の板面上に形成された遮光部内に配設されていることを特徴とする投射型表示装置。
前記遮光部は、前記光路と反対側の板面上に形成された凹部を含んで構成され、該凹部の内部に前記半導体集積回路が配設され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。
前記遮光部は、前記光路と反対側の板面上に形成された凸状壁部を含んで構成され、前記半導体集積回路が前記凸状壁部の前記光源からみて内側に配設さ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。
前記半導体集積回路は、前記可撓性基板と前記制御基板との間に位置して配設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
前記制御基板は、前記可撓性基板を挿通可能な挿通孔を具備して構成され、
前記可撓性基板は、前記制御基板の光路側においてその一端が前記光変調装置に接続される一方、前記制御基板の挿通孔を介して該制御基板の光路と反対側に挿通されるとともに、前記光路と反対側の板面においてその他端が前記制御基板と接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
前記制御基板は、前記光路と反対側の板面上に前記制御回路を実装してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
前記半導体集積回路が、半導体チップにて構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。