CN1154004C - 光调制装置和使用该装置的投影型显示装置 - Google Patents

Abstract

按小于从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的内周边缘的距离W1设定从对置基板400的边缘至框架91中的覆盖部分95的内周边缘的距离W_p(W_p＜W1)。因此，不必担心来自相对于覆盖部分95的内周边缘从外侧(θ_o侧)入射的入射光被覆盖部分95遮挡，使入射光可靠地入射在整个图象区域，因而可防止投影图象的周边部分变暗，提高投影图象的质量。

Description

光调制装置和使用该装置的投影型显示装置

技术领域

本发明涉及配有液晶板等电光学装置的光调制装置和使用该装置的投影型显示装置。

背景技术

作为用于投影型显示装置中的电光学装置的液晶板主要由形成有像素电极和像素转换元件的有源矩阵基板、形成有对置电极的对置基板和配置在有源矩阵基板与对置基板之间的液晶构成。在有源矩阵基板与对置基板之间，在用密封层划分的区域内填充液晶，在有源矩阵基板和对置基板之间对各像素控制取向状态。

因此，在把这种结构的液晶板用作光调制装置的投影型显示装置中，利用聚焦光学系统对从光源射出的光进行聚焦，同时将其导向液晶板，利用液晶板对这种光进行光调制，然后利用投影透镜将预定的图象放大投影在屏幕等投影面上。

以上那样构成的液晶板一般用设置了对应于像素区域的开口部的遮光性保持部件保持，但像素区域的轮廓一般由在有源矩阵基板和对置基板之间设置的Cr(铬)等周边可见的遮光部分限定。

但是，在液晶板的光入射侧，由于形成保持部件的开口部边缘的覆盖部分与液晶板(对置基板)的光入射面相对，相对于遮光部分平面地重叠，所以从相对于覆盖部分内周边边缘从外侧入射的入射光因其入射角度会被覆盖部分遮挡，因而投影图象的周边部分会变暗，存在投影图象质量受损的情况。

本发明的目的在于提供能够提高投影图象质量的光调制装置和使用该装置的投影型显示装置。

发明的公开

本发明的光调制装置包括电光学装置和保持该电光学装置的保持部件，其中电光学装置包括配置在光入射侧的第一透光性基板，配置在光射出侧的第二透光性基板，配置在第一、第二透光性基板的相对面之间的液晶，设置在第二透光性基板的光入射面周边的驱动电路，其特征在于，在电光学装置的第一、第二透光性基板之间设有规定图象区域的第一遮光部分，在保持部件中设有覆盖第一透光性基板的光入射面周边的覆盖部分，当从第一透光性基板的边缘至保持部件中覆盖部分的内周边缘的距离为W_p，从第一透光性基板的边缘至第一遮光部分的内周边缘的距离为W1时，按下式(1)表示的关系设定所述W_p、W1。

W_p＜W1                      …(1)

再有，此处的‘覆盖部分的内周边缘’是覆盖部分中最突向图象区域侧的部位，称为距第一透光性基板的光入射面最远的部位。此外，把距第一透光性基板边缘的距离称为沿第一透光性基板面方向的距离。

在本发明中，由于将从第一透光性基板的边缘至覆盖部分的内周边缘距离W_p设定得小于从第一透光性基板的边缘至第一遮光部分的内周边缘的距离W1，所以不必担心覆盖部分的内周边缘超过第一遮光部分伸入图象区域内。因此，由于相对于覆盖部分的内周边缘，覆盖部分不能遮挡从外侧入射的入射光，入射光可可靠地入射在整个图象区域上，所以投影图象的周边部分不变暗，可提高投影图象的质量。

此外，在本发明的光调制装置中，在射向电光学装置的入射光中，当相对于覆盖部分的内周边缘从内侧进入的入射光的入射角度为θ_i，相对于该覆盖部分的内周边缘从外侧进入的入射光的入射角度为θ_o从覆盖部分的内周边缘至第一透光性基板的光入射面的距离为dp，第一透光性基板的厚度为d1，从第一透光性基板的边缘至第一遮光部分的外周边缘的距离为W1’，第一透光性基板的折射率为n1时，最好按下式(2)表示的关系设定W_p、W1、W1’。

${W1}^{,}+\mathrm{dp}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(2\right)$

$\≤W_p\≤W1-\mathrm{dp}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

在用紫外线固化型密封材料密封第一透光性基板和第二透光性基板的情况下，在第一遮光部分的外侧必须预先保留第一透光性基板的透光性部分，但由于第一透光性基板的厚度为d1，所以仍从覆盖部分的内周边缘内侧入射的入射光，因其入射角度不会被保持部件的覆盖部分遮挡，因而存在穿过第一透光性基板的所述透光性部分从第一遮光部分的外周边缘漏出的情况。因此，该漏出的入射光照射设在第二透光性基板周边部分的驱动电路，成为驱动电路误动作的原因。但是，通过将距离W_p设定在按式(2)给出的范围内，就不必担心因来自入射角为θ_o的外侧入射光使投影图象质量的下降，此外来自入射角为θ_i的内侧的入射光不会从第一遮光部分的外周边缘漏出，因而不必担心第二透光性基板的周边部分的驱动电路被光照射。因此，在第一遮光部分的外侧即使形成透光部分，也可以防止驱动电路的误动作。

再有，在本发明的光调制装置中，在第一透光性基板和覆盖部分之间设有第三透光性基板，在射向电光学装置的入射光内，当相对于覆盖部分的内周边缘从内侧进入的入射光的入射角度为θ_i，相对于该覆盖部分的内周边缘从外侧进入的入射光的入射角度为θ_o，从覆盖部分的内周边缘至第三透光性基板的光入射面的距离为dp’，第一透光性基板的厚度为d1，第三透光性基板的厚度为d2，从第一透光性基板的边缘至第一遮光部分的外周边缘的距离为W1’，第一透光性基板和第三透光性基板的各自折射率分别为n1、n2时，最好按下式(3)表示的关系设定所述W_p、W1、W1’。

${W1}^{,}+{\mathrm{dp}}^{\′}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}+d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2}-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}$

$\≤W_p\≤W1-{\mathrm{dp}}^{,}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}-d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2}{\mathrm{\θ}}_o}\·\·\·\left(3\right)$

在这种情况下，通过将第三透光性基板作为防尘用透光性基板，在第一透光性基板的光入射面上防止附着灰尘和伤痕，因而不必担心这些灰尘和伤痕被放大投影。

而且，此时在第三透光性基板和第一透光性基板之间设有第二遮光部分，从第一透光性基板的边缘至第二遮光部分的内周边缘的距离为W2，最好按下式(4)表示的关系设定W_p、W1、W2。

W_p＜W2＜W1                   …(4)

在这种情况下，由于在第一透光性基板和第三透光性基板之间设有第二遮光部分，将从第一透光性基板的边缘至第二遮光部分的内周边缘的距离W₂设定在式(4)的范围内，所以用该第二遮光部分可以遮挡穿过覆盖部分内侧边缘的来自内侧的入射光。因此，在第一遮光部分中，不必考虑这种入射光，但由于与来自内侧的入射光有关，必须考虑通过第二遮光部分的内周边缘的入射光，所以将从第一透光性基板的边缘至第一遮光部分的外周边缘的距离W1’设定得更大。

此外，当从第一透光性基板的边缘至第二遮光部分的外周边缘的距离为W2’时，最好按下式(5)、(6)表示的关系设定W_p、W1、W1’、W2、W2’。

$W{2}^{,}+{\mathrm{dp}}^{,}\tan {\mathrm{\θ}}_i+d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(5\right)$

$\≤W_p\≤W2-{\mathrm{dp}}^{,}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\≤W2\≤W1-d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}\·\·\·\left(6\right)$

这种情况下，如果按与覆盖部分的距离W_p的位置关系，很好地设定从第一透光性基板的边缘至第二遮光部分的外周边缘的距离W2’，使来自内侧的入射光不从第二遮光部分的外周边缘侧漏出，那么在这种情况下，通过使W2’＝0(零)，可以从第一透光性基板的边缘侧宽幅度地形成第二遮光部分，使来自内侧的入射光难以从驱动电路侧漏出。

而且，在第一透光性基板和第三透光性基板之间设有厚度为d3的空气层，在把第二遮光部分设置在第三透光性基板的光射出面的情况下，按下式(7)、(8)表示的关系设定W_p、W1、W1’、W2、W2’较好。

${W2}^{,}+{\mathrm{dp}}^{\′}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(7\right)$

$\≤W_p\≤W2-{\mathrm{dp}}^{,}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}d3{\tan \mathrm{\θ}}_i$

$\≤W2\≤W1-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}-d3{\tan \mathrm{\θ}}_o\·\·\·\left(8\right)$

这种情况下，由于在第一透光性基板和第三透光性基板之间设有空气层，所以与没有空气层的情况相比，使第三透光性基板产生的热变得难以传给电光学装置侧。

对此，在把第二遮光部分设置在第一透光性基板的光入射面的情况下，最好按下式(9)、(10)表示的关系设定W_p、W1、W1’、W2、W2’。

$W{2}^{,}+({\mathrm{dp}}^{,}+d3)\tan {\mathrm{\θ}}_i+d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(9\right)$

$\≤W_p\≤W2-({\mathrm{dp}}^{,}+d3)\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\≤W2\≤W1-d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}\·\·\·\left(10\right)$

即使在这种情况下，通过设置空气层也可获得上述作用。

另一方面，本发明的投影型显示装置的特征在于包括光源、以上的光调制装置和对由该光调制装置调制的光进行投影的投影透镜，可以提供能够同样获得以上说明作用的投影型显示装置。

附图的简单说明

图1是表示配有本发明第一实施例的光调制装置的投影型显示装置的外观透视图。

图2是表示上述投影型显示装置的光学系统的平面图。

图3是表示构成上述光调制装置的电光学装置的平面图。

图4(A)是表示图3中H-H’线剖面图，图4(B)是表示图4(A)主要部分的放大图。

图5(A)是表示用于上述电光学装置中的第二透光性基板的方框图，图5(B)是表示放大在其上构成为矩阵状的像素群内一个像素的方框图。

图6是表示上述光调制装置主要部分的另一放大图。

图7是表示本发明第二实施例的光调制装置主要部分的放大图。

图8是表示本发明第三实施例的光调制装置主要部分的放大图。

图9是表示本发明第四实施例的光调制装置主要部分的放大图。

图10是表示本发明第五实施例的光调制装置主要部分的放大图。

图11是表示本发明变形例的放大图。

实施发明的最佳实施例

下面参照附图说明本发明的实施例。

1.第一实施例

A.投影型显示装置主要部分的结构

本实施例的投影型显示装置具有这样的形式，将从光源射出的光束分离成红色R、绿色G和蓝色B光束，通过液晶光阀对应于像素信息调制该各颜色光束，然后合成调制后的各色调制光束，通过投影透镜在屏幕上放大显示。

图1表示这种投影型显示装置1的外观。如图所示，投影型显示装置1有呈长方体形状的外壳2.外壳2主要由上盖板3、下盖板4和规定装置前面的前盖板5构成。投影透镜部件49的前端部分从前盖板5的中央突出。

在这样的投影型显示装置1的外壳2内，装载图2所示的光学部件10。

该光学部件10的结构大致包括：射出照明光的照明光学系统15，把从该照明光学系统15射出的光束分离成红、绿、蓝各颜色光束R、G、B的颜色分离光学系统20，调制各颜色光束的三个液晶光阀30R、30G、30B，由作为合成调制的各颜色光束的颜色合成光学系统的分色棱镜构成的棱镜部件42和把合成的光束放大投影到屏幕上的投影透镜部件49。

照明光学系统15配有光源灯11、两个透镜板12、14、偏振光转换元件16、重叠透镜17、反射镜18。

作为光源灯11，可使用卤素灯、金属卤化物灯、氙灯等。

第一透镜板12有多个小透镜。从光源灯11射出的光束被这些小透镜分离成多个分光束。而且，各个分光束通过重叠透镜17重叠于液晶光阀30R、30G、30B上。因此，在液晶光阀30R、30G、30B上以大致均匀的照度进行照明。

第二透镜板14与第一透镜板12一样，具有多个小透镜。利用这些小透镜使从第一透镜板12射出的各分光束的中心光路与光源光轴平行一致。在从光源灯11射出的光束为与光源光轴平行的光束情况下，从第一透镜板12射出的分光束的中心光路也与光源光轴平行。因此，在从光源灯11射出的光束平行度高的情况下，也可以省略第二透镜板14。

偏振光转换元件16配有把多个偏振光分离膜和反射膜交替并大致平行配置的偏振光转换元件，和1/2波长板(图中未示出)。通过第一透镜板12和第二透镜板14的各小透镜聚焦在该偏振光分离膜上的光被分离成P偏振光和S偏振光。通过偏振光分离膜的P偏振光由1/2波长板转换成S偏振光。另一方面，由偏振光分离膜反射的S偏振光由反射膜反射，沿与被转换成S偏振光的光大致相同的方向射出。就是说，利用偏振光转换元件16，使具有从光源灯11射出的随机偏振光方向的光与一种偏振光一致。

重叠透镜17把由第一透镜板12分离并且通过偏振光转换元件16将与一种偏振光一致的多个分光束重叠于液晶光阀30R、30G、30B上。

反射镜18把照明光的光路弯折向装置前方。

在颜色分离光学系统20中，配置红绿反射分色镜22、绿反射分色镜24和反射镜26。在从照明光学系统15射出的光束中，经过照明光学系统15，首先在红绿反射分色镜22中垂直地反射红色光束R和绿色光束G，射向绿反射分色镜24侧。蓝色光束B通过该红绿反射分色镜22，被后方的反射镜26垂直地反射，从蓝色光束的射出部分射向棱镜部件42侧。接着，在红绿反射分色镜22中被反射的红色和绿色光束R、G中，仅绿色光束在绿反射分色镜24中被垂直地反射，从绿色光束的射出部分射向棱镜部件42侧。而且，通过绿反射分色镜24的红色光束R从红色光束射出部分射向导光系统44侧。在颜色分离光学系统20中各颜色光束的射出侧，配置各自的聚焦透镜45、28、29。

由聚焦透镜28、29聚焦的蓝色和绿色光束B、G入射在液晶光阀30B、30G上，并在其上被调制，附加与各颜色对应的图象信息。就是说，利用未图示的驱动装置按图象信息转换(switching)控制这些液晶光阀30B、30G，由此对通过液晶光阀的各颜色光进行调制。这种驱动装置可以原样地采用已知的装置。

另一方面，红色光束R通过导光系统44被导向液晶光阀30R，在该液晶光阀中，同样按照图象信息实施调制。导光系统44由入射侧聚焦透镜45、入射侧反射镜46、射出侧反射镜47、配置在它们之间的中间透镜48和射出侧聚焦透镜构成，具有防止在红色光光路中光损失的功能。再有，本实施例的液晶光阀30R、30B、30G可以使用例如用多晶硅TFT作为转换开关元件的部件。

由各液晶光阀30R、30B、30G调制的各颜色光束入射到棱镜部件42上，并在其上进行合成。通过投影透镜部件49将在其上被再合成的彩色图象放大投影在预定位置的屏幕上。

B.光调制装置的结构

这种液晶光阀30R、30B、30G都是由液晶板30和保持该液晶板30的保持部件90(图3中用双点点划线表示)构成且作为图3和图4所示的电光学装置的光调制装置50，和配置在该液晶板30两侧的未图示的偏振光板组合构成。

在图3、图4中，光调制装置50的液晶板30包括有源矩阵基板300(第二透光性基板)和配有对置电极401的对置基板400(第一透光性基板)。用含有间隙形成材料的密封材料80按预定的间隔(液晶盒(cell)间隙)粘合有源矩阵基板300和对置基板400，在这些基板之间封入作为电光学物质的液晶LC。作为密封材料80，可以使用各种紫外线固化树脂等。此外，作为间隙形成材料，可以使用约2～10μm的无机或有机纤维或球。

对置基板400比有源矩阵基板300小，有源矩阵基板300的周边部分以比对置基板400的外边缘更突出的状态粘合。而且，在该周边部分的光入射侧，设有由有源矩阵基板300的输入输出端子81和细长状的裸芯片IC(驱动IC)构成的数据线驱动电路60及扫描线驱动电路70，在处于对置基板400外侧位置的这些电路60、70的输入输出端子81上可进行软性印刷布线基板(未图示)的布线连接。

其中，使密封材料80部分地中断，利用该中断部分，构成液晶注入口83。因此，在把对置基板400与有源矩阵基板300粘合后，如果使密封材料80的内侧区域呈减压状态，那么可以从液晶注入83减压注入液晶LC，在液晶LC封入后，用密封剂82堵塞液晶注入口83。而且，在对置基板400上，在密封材料80的内侧(在面向内方向的内侧)上形成第一遮光部分31，用该第一遮光部分31限定液晶板30的图象区域。

图5中用方框图示出安装了用于这种液晶板30中的驱动IC(数据线驱动电路60和扫描线驱动电路70)的有源矩阵基板300的结构。

由图5(A)可知，在有源矩阵基板300上，利用扫描线gate和多个数据线sig把多个像素px构成为矩阵状。无论在哪个像素px的区域，如图4(B)中放大表示其一个像素那样，形成与扫描线gate和数据线sig连接的像素转换开关的薄膜晶体管TFT，该薄膜晶体管TFT的漏电极是在所述对置基板400的对置电极(图4)和像素px之间夹置液晶LC从而构成液晶单元的像素电极。再有，相对于液晶单元，利用前级的扫描线gate和电容线(图中未示出)形成保持电容cap。

在有源矩阵基板300中，设置在有源矩阵基板300周边部分的数据线驱动电路60是供给多个数据线sig各个图象信号的集成电路，扫描线驱动电路70是包括供给多个扫描线gate各个像素选择扫描信号的移位寄存器71和缓冲器的集成电路。而且，在数据驱动电路60中，形成供给时钟信号的X侧移位寄存器61、根据来自X侧移位寄存器61的输出信号进行操作的采样保持电路62、和与展开为6相的各图象信号对应的六条图象信号线63。因此，采样保持电路62根据来自X侧寄存器61的输出信号进行操作，按预定定时通过图象信号线63将供给的图象信号取入数据线sig，并供给各像素px。

另一方面，返回图4，光调制装置50的保持部件90由配置在液晶板30的光入射侧的框架91和配置在液晶板30光射出侧且固定于框架91的突出部91A上的钩形物92构成，用这些框架91、钩形物92夹持液晶板30。在这样的各框架91、钩形物92中，设有与液晶板30的图象区域对应的开口部分93、94，特别是，用与对置基板400的光入射面401相对的覆盖部分95形成框架91的开口部分93的周边部分。再有，在本实施例中，还如图6所示，覆盖部分95在达到对置基板400侧附近随着朝向内侧(图象区域侧)呈前端锐角的楔状。

C.在光调制装置中覆盖部分与第一遮光部分的位置关系

在图6中，如上述式(1)所示，按小于从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的内周边缘的距离W1设定从对置基板400的边缘至框架91中覆盖部分95的内周边缘的距离(沿对置基板400内表面方向的距离)W_p。

更具体地说，如下设定距离W_p。

就是说，在入射到液晶板30的入射光中，相对于覆盖部分95的内周边缘从内侧进入的入射光的入射角为θ_i，相对于其内周边缘从外侧进入的入射光的入射角为θ_o，覆盖部分95的内周边缘和对置基板400的光入射面401之间的间隙距离为dp，对置基板400的厚度为d1，从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的外周边缘的距离为W1’，对置基板400的折射率为n1时，为了使来自外侧的入射光不被覆盖部分95遮挡，距离wp应满足下式(11)，此外，为了使来自内侧的入射光不从第一遮光部分31的外周边缘漏出，应满足下式(12)，于是，应满足式(13)。

W_p≤W1-dptanθ_o-d1tanθ_o1                  …(11)

W_p≥W1’+dptanθ_i+d1tanθ_i1                …(12)

∴W1’+dptanθ_i+d1tanθ_i1

≤W_p≤W1-dptanθ_o-d1tanθ_o1                …(13)

其中，从作为一般式的下列式(14)、式(15)可获得式(16)，同样，由式(17)、式(18)可获得式(19)。

sin²θ_o1+cos²θ_o1＝1                       …(14)

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1+1=\frac{1}{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1}\·\·\·\left(15\right)$

∴ ${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1=\frac{1}{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1}-1=\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1}{1-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1}\·\·\·\left(16\right)$

sin²θ_i1+cos²θ_i1＝1                       …(17)

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1+1=\frac{1}{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1}\·\·\·\left(18\right)$

∴ ${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1=\frac{1}{{\cos }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1}-1=\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1}{1-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1}\·\·\·\left(19\right)$

此外，从另一作为一般式的下列式(20)、式(21)可获得式(23)。

sinθ_o＝n1sinθ_o1                          …(20)

sinθ_i＝n1sinθ_i1                          …(21)

${\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{o}1=\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}{{n1}^2}\·\·\·\left(22\right)$

${\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{i}1=\frac{{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}{{n1}^2}\·\·\·\left(23\right)$

而且，如果将前述式(22)代入式(16)，那么由于-90度＜θ_o＜90度、-90度＜θ_i＜90度，所以可获得下列式(24)，如果将上述式(23)代入式(19)中，那么可获得式(25)。再有，θ_o、θ_I将图中的一点点划线作为边界，箭头方向分别为正方向。

$\tan {\mathrm{\θ}}_{o}1=\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}\·\·\·\left(24\right)$

$\tan {\mathrm{\θ}}_{i}1=\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(25\right)$

如果将式(24)、式(25)代入式(13)，那么可获得前述式(2)，因此，可将距离W_p设定在式(2)的范围内。

根据本实施例，可获得以下效果。

由于用式(1)表示的从对置基板400的边缘至框架91中覆盖部分95的内周边缘的距离W_p设定得小于从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的内周边缘的距离W1，所以可以防止覆盖部分95的内周边缘超过第一遮光部分31伸入图象区域内。因此，由于不必担心从相对于覆盖部分95的内周边缘从外侧入射的入射光被覆盖部分95遮挡，所以入射光可入射在整个图象区域上，可防止投影图象周边部分变暗，提高投影图象的质量。

更具体地说，由于将距离W_p设定在用式(2)表示的范围内，因而不必担心来自入射角θ_o外侧的入射光被框架91遮挡，并且来自入射角θ_i内侧的入射光不会从第一遮光部分31的外周边缘漏出，可防止设置于有源矩阵基板300周边部分的各电路60、70被光照射，所以可防止其误动作。同时，可防止产生各电路60、70的显示阴影。

由式(2)可知，由于不必从对置基板400边缘向图象区域侧连续设置第一遮光部分31，所以在从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的外周边缘之间可以确保与距离W1’相当的透光性部分。因此，利用该透光性部分可以在紫外线固化型密封材料80上良好地照射紫外线，更可靠地实施有源矩阵基板300与对置基板400的粘接。

2.第二实施例

图7表示第二实施例的覆盖部分95与第一遮光部分31的位置关系。

在本实施例中，在对置基板400的光入射侧设有作为第三透光性基板的防尘用透光性基板500，防止在对置基板400的光入射面401上附着灰尘和伤痕。其它结构与第一实施例相同。

在本实施例中，如下设定从对置基板400的边缘至框架91中覆盖部分95的内周边缘的距离W_p。

就是说，当覆盖部分95的内周边缘和防尘用透光性基板500的光入射面501之间的间隙距离为dp’，防尘用透光性基板500的厚度为d2，其折射率为n2时，与第一实施例相同，距离W_p满足下式(26)、(27)，所以满足式(28)。

W_p≤W1-dp’tanθ_o-d1tanθ_o1-d2tanθ_o2         …(26)

W_p≥W1’+dp’tanθ_i+d1tanθ_i1+d2tanθ_i2       …(27)

∴W1’+dp’tanθ_i+d1tanθ_i1+d2tanθ_i2

≤W_p≤W1-dp’tanθ_o-d1tanθ_o1-d2tanθ_o2       …(28)

其中，与第一实施例相同，从一般式可获得以下式(29)～(32)。

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{o}2=\frac{{{\sin }^2\mathrm{\θ}}_{o}2}{1-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{o}2}\·\·\·\left(29\right)$

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{i}2=\frac{{{\sin }^2\mathrm{\θ}}_{i}2}{1-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_{i}2}\·\·\·\left(30\right)$

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{o}2=\frac{{{\sin }^2\mathrm{\θ}}_o}{{n2}^2}\·\·\·\left(31\right)$

${\tan }^2{\mathrm{\θ}}_{i}2=\frac{{{\sin }^2\mathrm{\θ}}_i}{{n2}^2}\·\·\·\left(32\right)$

而且，由于-90度＜θ_o＜90度、-90度＜θ_i＜90度，所以如果在上式(29)中代入式(31)，那么可获得下式(33)，如果在上式(30)中代入式(32)，那么可获得式(34)。

$\tan {\mathrm{\θ}}_{o}2=\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}\·\·\·\left(33\right)$

$\tan {\mathrm{\θ}}_{i}2=\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\·\·\·\left(34\right)$

如果将式(33)、式(34)和上述的式(24)、式(25)代入式(28)，那么可获得上述的式(3)，因此，可将距离W_p设定在式(3)的范围内。再有，有防尘用透光性基板500的折射率n2与对置基板400的折射率n1相同的情况。

在本实施例中，除上述第一实施例的效果外，利用防尘用透光性基板500还有以下效果。

由于在对置基板400的光入射侧设有防尘用透光性基板500，所以可以防止在对置基板400的光入射面401上附着灰尘和伤痕，可以防止这些灰尘和伤痕被放大投影在投影画面上。此外，由于防尘用透光性基板500的光入射面501与液晶板30分开，所以即使在防尘用透光性基板500的光入射面501上有灰尘和伤痕，这些灰尘和伤痕也不会被变成聚焦状态，所以不必担心显示它们造成的显示品质下降。

3.第三实施例

图8表示第三实施例。

在本实施例中，在对置基板400和防尘用透光性基板500之间设置第二遮光部分32这点上与上述第二实施例不同。其它结构与第二

实施例相同。

在本实施例中，如上式(4)所示，将从对置基板400的边缘至第二遮光部分32的内周边缘的距离W2设定得大于上述W_p小于上述W1。

更具体地说，如下设定距离W_p和距离W2。

就是说，当从对置基板400的边缘至第二遮光部分31的外周边缘的距离为W2’时，W_p满足下式(35)、(36)，所以满足式(37)。

W_p≤W2-dp’tanθ_o-d2tanθ_o2         …(35)

W_p≥W2’+dp’tanθ_i+d2tanθ_i2       …(36)

∴W2’+dp’tanθ_i+d2tanθ_i2

≤W_p≤W₂-dp’tanθ_o-d2tanθ_o2       …(37)

而且，如果在式(37)中代入上述的式(24)、式(25)、式(33)、式(34)，那么可获得上述式(5)，因此，距离W_p被设定在式(5)的范围内。

另一方面，由于来自外侧的入射光相对于第一遮光部分31未被遮挡，所以从对置基板400的边缘至第二遮光部分32的内周边缘的距离W2满足下式(38)，由于来自内侧的入射光未从第一遮光部分31的外周边缘侧漏出，所以距离W2满足下式(39)，因此，满足式(40)。

W2≤W1-d1tanθ_o1                      …(38)

W2≥W1’+d1tanθ_i1                    …(39)

∴W1’+d1tanθ_i1≤W2≤W1-d1tanθ_o1   …(40)

而且，如果在式(40)中代入上述式(24)、式(25)、式(33)、式(34)，那么可获得上述式(6)，因此，距离W2被设定在式(6)的范围内。

按照本实施例，除有上述第一、第二实施例的效果外，还有以下效果。

由于在对置基板400和防尘用透光性基板500之间设有第二遮光部分32，从对置基板400的边缘至第二遮光部分32的内周边缘的距离W2设定在式(4)的范围内，所以用该第二遮光部分32可以遮挡来自穿过覆盖部分95的内侧边缘的内侧的入射光。因此，在第一遮光部分31中，不必考虑这种入射光，由于很好地考虑了与来自内侧的入射光相关的穿过第二遮光部分32的内周边缘的入射光，所以可以使从对置基板400的边缘至第一遮光部分31的外周边缘的距离W1’更大。因此，通过使对置基板400的透光性部分变大，可以使用更多的密封材料80(图4(B))，从而可提高有源矩阵基板300与对置基板400之间的粘接强度和密封性。

由式(5)、式(6)可知，如果根据与覆盖部分95的距离Wp的位置关系，很好地设定从对置基板400的边缘至第二遮光部分32的外周边缘的距离W2’，使来自内侧的入射光不从第二遮光部分32的外周边缘侧漏出，那么在这种情况下，W2’＝0(零)，从对置基板400的边缘侧可以宽幅地形成第二遮光部分32(图8中的双点划线)，因而可更可靠地防止来自内侧的入射光漏射到各电路60、70侧。

4.第四实施例

图9表示第四实施例。

在本实施例中，与上述第三实施例的不同点是：在对置基板400和防尘用透光性基板500之间设有空气层600，在防尘用透光性基板500的光射出面502上设置第二遮光部分32。其它结构与第三实施例相同。

与第三实施例一样，本实施例中的距离W_p被设定在上式(7)(即式(5))的范围内。

此外，当空气层600的厚度为d3时，距离W2满足下式(41)。因此，在该式(41)中如果代入上述式(24)、式(25)、式(33)、式(34)，那么可得到上式(8)，所以距离W2被设定在式(8)的范围内。

W1’+d1tanθ_i1+d3tanθ_i

       ≤W2≤W1-d1tanθ_o1-d3tanθ_o    …(41)

在该实施例中，除同样可以获得上述第一～第三实施例的效果外，还有以下效果。

由于在对置基板400和防尘用透光性基板500之间设有空气层600，所以与没有空气层600的第三实施例相比，可以使在防尘用透光性基板500产生的热难以传到液晶板30侧。因此，由于液晶板30的温度上升小，并且不会引起局部的温度上升，所以可以防止因温度差造成的透过率离散和液晶LC的劣化。

5.第五实施例

图10表示第五实施例。

在本实施例中，在把第二遮光部分32设置于对置基板400的光入射面401上这点与上述第四实施例不同。其它结构与第四实施例相同。

本实施例的距离W_p满足下式(42)。因此，由于从该式(42)可得到上述式(9)，所以距离W_p可以被设定在式(9)的范围内。

W2’+(dp’+d3)tanθ_i+d2tanθ_i2

≤W_p≤W2-(dp’+d3)tanθ_o1-d2tanθ_o2     …(42)

此外，与第三实施例一样，距离W2被设定在上式(10)(即式(6))的范围内。

按照本实施例，可以获得与上述第四实施例相同的效果。

再有，本发明并不限于上述实施例，本发明包括可实现本发明目的的其它结构，例如以下所示的变形等。

例如，在上述各实施例中，在框架91的覆盖部分95和对置基板400或防尘用透光性基板500的各光入射面401、501之间形成间隙，但即使没有这种间隙的情况也包括在本发明中，在这种情况下，也可以按dp＝dp’＝0(零)设定距离W_p。

此外，如图11所示，在覆盖部分95与光入射面401之间没有间隙，并且在覆盖部分95的内边缘上设置台阶部分95A的情况下，如果在与来自内侧的入射光相关的条件式中dp＝0(零)，那么这种情况与使用防尘用透光性基板500的情况相同。

总之，距离dp、dp’在考虑覆盖部分95的形状等和至光入射面的间隙后可修正为‘零’。

而且，在第2～第5实施例(图7～图10)中，对置基板400的边缘和防尘用透光性基板500的边缘是齐平的，但在本发明中，由于以对置基板400的边缘为基准设定各部位的距离W_p、W1、W1’、W2、W2’，所以防尘用透光性基板500的边缘不必与对置基板400的边缘齐平。

此外还有，在上述实施例中，说明了从观察被投影的物体一侧进行投影的所谓正面投影型的投影型显示装置，但本发明也适用于从与观察被投影的物体一侧的相对侧进行投影的背面投影型的显示装置。

而且，在上述实施例中，采用了光入射面与光射出面不同的所谓透过型的电光学装置，但作为本发明的电光学装置，还有所谓反射型，在这种情况下，变为用有源矩阵基板反射入射光，从光入射面射出。此外，电光学装置也可以是采用PLZT板和微型反射镜的装置等液晶板以外的装置。

Claims (8)

1.一种光调制装置，包括电光学装置和用于保持该电光学装置的保持部件，其中电光学装置包括配置在光入射侧的第一透光性基板，配置在光射出侧的第二透光性基板，将所述第一、第二透光性基板隔开并黏贴起来的密封材料配置在第一、第二透光性基板的相对面之间的电光学物质，设置在所述第二透光性基板的光入射面周边的驱动电路，

其特征在于，在所述电光学装置的第一、第二透光性基板之间，与上述密封材料不重合地设有规定图象区域的第一遮光部分，在所述保持部件中设有覆盖所述第一透光性基板的光入射面周边的覆盖部分，当从所述第一透光性基板的边缘至所述保持部件中所述覆盖部分的内周边缘的距离为W_p，从所述第一透光性基板的边缘至所述第一遮光部分的内周边缘的距离为W1时，所述W_p、W1的关系按下式表示：

W_p＜W1

2.如权利要求1所述的光调制装置，其特征在于，向所述电光学装置的入射光中，当相对于所述覆盖部分的内周边缘从内侧进入的入射光的入射角为θ_i，相对于该覆盖部分的内周边缘从外侧进入的入射光的入射角为θ_o，从所述覆盖部分的内周边缘至所述第一透光性基板的光入射面的距离为dp，所述第一透光性基板的厚度为d1，从所述第一透光性基板的边缘至所述第一遮光部分的外周边缘的距离为W1’，所述第一透光性基板的折射率为n1时，所述W_p、W1、W1’的关系按下式表示：

${W1}^{,}+\mathrm{dp}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}$

$\≤W_p\≤W1-\mathrm{dp}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

3.如权利要求1或2所述的光调制装置，其特征在于，在所述第一透光性基板和所述覆盖部分之间设有第三透光性基板，在射入所述电光学装置的入射光中，当相对于所述覆盖部分的内周边缘从内侧进入的入射光的入射角为θ_i，相对于该覆盖部分的内周边缘从外侧进入的入射光的入射角为θ_o，从所述覆盖部分的内周边缘至所述第三透光性基板的光入射面的距离为dp’，所述第一透光性基板的厚度为d1，所述第三透光性基板的厚度为d2，从所述第一透光性基板的边缘至所述第一遮光部分的外周边缘的距离为W1’，所述第一透光性基板和第三透光性基板的各折射率分别为n1、n2时，所述W_p、W1、W1’的关系按下式表示：

${W1}^{,}+\mathrm{dp}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}+d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2}-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}$

$\≤W_p\≤W1-\mathrm{dp}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}-d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2}{\mathrm{\θ}}_o}$

4.如权利要求3所述的光调制装置，其特征在于，在所述第三透光性基板和第一透光性基板之间设有第二遮光部分，当从所述第一透光性基板的边缘至该第二遮光部分的内周边缘的距离为W2时，所述W_p、W1、W2的关系按下式表示：

W_p＜W2＜W1

5.如权利要求4所述的光调制装置，其特征在于，当从所述第一透光性基板的边缘至所述第二遮光部分的外周边缘的距离为W2’时，所述W_p、W1、W1’、W2、W2’的关系按下式表示：

${W2}^{,}+d{p}^{\′}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}$

$\≤W_p\≤W2-{\mathrm{dp}}^{\′}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\≤W2\≤W1-d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

6.如权利要求5所述的的光调制装置，其特征在于，在所述第一透光性基板和所述第三透光性基板之间设有厚度为d3的空气层，在把所述第二遮光部分设置在所述第三透光性基板的光射出面时，所说的W_p、W1、W1’、W2、W2’的关系按下式表示：

${W2}^{,}+{\mathrm{dp}}^{\′}{\tan \mathrm{\θ}}_i+d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}$

$\≤W_p\≤W2-{\mathrm{dp}}^{\′}\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}d3{\tan \mathrm{\θ}}_i$

$\≤W2\≤W1-d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}-d3{\tan \mathrm{\θ}}_o$

7.如权利要求5所述的的光调制装置，其特征在于，在所述第一透光性基板和第三透光性基板之间设有厚度为d3的空气层，在把所述第二遮光部分设置在所述第一透光性基板的光入射面时，所述W_p、W1、W1’、W2、W2’的关系按下式表示：

$W{2}^{,}+({\mathrm{dp}}^{,}+d3)\tan {\mathrm{\θ}}_i+d2\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}$

$\≤W_p\≤W2-({\mathrm{dp}}^{,}+d3)\tan {\mathrm{\θ}}_o-d2\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n2}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

${W1}^{,}+d1\frac{{\sin \mathrm{\θ}}_i}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_i}}\≤W2\≤W1-d1\frac{\sin {\mathrm{\θ}}_o}{\sqrt{{n1}^2-{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_o}}$

8.一种投影型显示装置，其特征在于包括光源、权利要求1～7中任何一项所述的光调制装置和对由该光调制装置调制的光进行投影的投影透镜。

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