專利名稱：液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備，并且涉及一種面板冷卻方法。
背景技術(shù)：
在最近，已經(jīng)開發(fā)出使用液晶面板作為液晶光閥的液晶投影設(shè)備。作為液晶投影設(shè)備，主要考慮為個(gè)人電腦所構(gòu)造的數(shù)字投影設(shè)備、為家庭影院構(gòu)造的正投設(shè)備、以及為背投電視構(gòu)造的背投設(shè)備。
液晶投影設(shè)備大體上分為兩種，即使用具有三種顏色(即，R(紅)、G(綠)和B(藍(lán)))的濾色器的液晶光閥(液晶面板)的單面板型，以及分別使用用于R、G和B的三條光路的三個(gè)單色液晶光閥(液晶面板)的三面板型。根據(jù)作為液晶投影設(shè)備的中心的液晶光閥是否為透射型或反射型，把該液晶投影設(shè)備分為透射型投影儀或反射型投影儀。
在此，液晶投影設(shè)備的三種面板透射型的光學(xué)系統(tǒng)被構(gòu)成為使得分別對(duì)應(yīng)于R、G和B的每種顏色的液晶光閥被置于處于相對(duì)狀態(tài)的多面分色棱鏡(正交棱鏡)的三個(gè)光入射面上；以及分別通過相應(yīng)的液晶光閥的R光、G光和B光由分色棱鏡所合成并且照射到投影透鏡。
在此時(shí)，每個(gè)液晶光閥由于吸收光線等原因而發(fā)熱。因此，在工作時(shí)的溫度(在下文中稱為工作溫度)增加。另一方面，在該液晶光閥中，有機(jī)材料不但用于液晶本身，而且還用于一個(gè)定向?qū)?、密封部分、偏振片、相差片等等。另外，有機(jī)材料還用于在薄膜晶體管(TFT)上的平坦薄膜等等上。因此，由于溫度升高的光量的增強(qiáng)有可能造成可靠性變差。
因此，使用風(fēng)扇的空氣冷卻方法和使用液體的冷卻方法被提出作為一種冷卻液晶光閥(液晶面板)的方法。在空間冷卻方法中，通過旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇而冷卻液晶光閥，從而把空氣吹到液晶光閥上。在液體冷卻方法中，通過使冷卻液體與液晶光閥相接觸而冷卻該液晶光閥。
但是，在空氣冷卻方法中存在一些不便，例如由于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生噪音或者使灰塵飛揚(yáng)。在液體冷卻方法中，需要把液晶冷卻容器置于液晶光閥的周圍，這對(duì)于小型化是不利的。另外，冷卻液體的溫度受到面板周圍的環(huán)境溫度的影響。因此，冷卻效果容易變得不穩(wěn)定。另外，存在不容易獲得充分的冷卻效果的問題。特別地，當(dāng)由于小型化而使得光學(xué)部件之間的距離變短時(shí)，環(huán)境溫度相應(yīng)地增加。由于溫度的增加，冷卻液體的溫度顯著增加。因此，冷卻效果變差。
在將來，隨著液晶投影設(shè)備的高亮度、圖像的高質(zhì)量和顯著地小型化的進(jìn)程，液晶光閥(液晶面板)的像素密度和照射到液晶光閥的光量密度將增加。相應(yīng)地，存在增加液晶光閥的工作溫度的趨勢(shì)。另一方面，液晶光閥的小型化(面板尺寸)將得到改進(jìn)。因此，工作溫度的增加會(huì)加速。在其它情況中，常規(guī)空氣冷卻方法或液體冷卻方法不能夠阻止液晶光閥的溫度進(jìn)一步增加，從而難以保持可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種新的液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備，其可以解決上述現(xiàn)有設(shè)備中存在的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備，其可以防止隨著溫度增加或光量增加而導(dǎo)致可靠性下降的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備，可以有效地冷卻包括液晶面板在內(nèi)的結(jié)構(gòu)，并且涉及一種冷卻液晶面板的方法。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備在接合狀態(tài)下把液晶面板安裝在棱鏡的光入射面板上，并且把該面板與棱鏡相整合，并且通過冷卻裝置來靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻該整合結(jié)構(gòu)。相應(yīng)地，可以有效地冷卻該液晶面板而不會(huì)導(dǎo)致由于風(fēng)扇噪聲或浮塵所造成的任何麻煩。另外，對(duì)于使用液晶面板作為液晶光閥的液晶投影設(shè)備，如果采用與上述所述相同的結(jié)構(gòu)，則可以有效地冷卻該液晶光閥，而沒有由于風(fēng)扇噪聲或浮塵所造成的任何麻煩。
另外，根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備在接合狀態(tài)下把液晶面板隔著具有高度導(dǎo)熱性的透明基片安裝在棱鏡的光入射面上并且把該面板與棱鏡相整合。
在根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示設(shè)備和液晶投影設(shè)備中，液晶面板在接合狀態(tài)下隔著具有高度導(dǎo)熱性的透明基片安裝在棱鏡的光入射面上，并且與該棱鏡整合。相應(yīng)地，在液晶面板中產(chǎn)生的熱量被透明基片所吸收，并且所吸收的熱量被棱鏡所擴(kuò)散。因此，該液晶面板被用作為冷卻槽的棱鏡有效地冷卻。
可以通過本發(fā)明而獲得的本發(fā)明的其它目的和特定的優(yōu)點(diǎn)將在下文對(duì)實(shí)施例的描述中變得更加清楚。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖；圖2A和2B為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要部分的示意圖，圖2A為側(cè)視圖，以及圖2B為平面視圖；圖3為示出安裝液晶面板的結(jié)構(gòu)和冷卻液晶面板的結(jié)構(gòu)的主要部分的截面視圖；圖4為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的側(cè)視圖；圖5A和5B為用于說明本發(fā)明第二實(shí)施例的一種變型的示意圖；圖6為示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的透視圖；圖7為示出把一個(gè)棱鏡與液晶面板相整合的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的平面示圖；圖8為示出把該棱鏡與液晶面板相整合的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的平面示圖；圖9為示出把該棱鏡與液晶面板相整合的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的平面示圖；圖10為示出把該棱鏡與液晶面板相整合的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子的平面示圖；圖11為示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要部分的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的平面示圖；圖12為示出安裝液晶的結(jié)構(gòu)的主要部分的截面示圖；圖13為示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的部分截面示圖；以及圖14為示出根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的部件分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖詳細(xì)描述例如把本發(fā)明應(yīng)用于三面板透射型液晶投影設(shè)備的實(shí)施例。
圖1為示出應(yīng)用本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的示意圖。在圖1中，燈1為液晶投影設(shè)備的光源。例如，金屬鹵化物燈構(gòu)成該燈1。在光線從燈1發(fā)出的方向中，按次序設(shè)置一個(gè)UV-IR(紫外-紅外)截止濾光器2、光學(xué)積分器3、偏振轉(zhuǎn)換元件4、第一透鏡5和第一全反射鏡6。
同時(shí)，在由第一全反射鏡6所反射的光線方向上按次序設(shè)置第一分色鏡7和第二全反射鏡8。在由第一分色鏡7所反射的光線方向上，按次序設(shè)置第二分色鏡9，第二透鏡10和第三全反射鏡11。另外，在由第三全反射鏡11所反射的光線的方向上，按次序設(shè)置第三透鏡12和第四全反射鏡13。
在由第二全反射鏡8所反射的光線的方向上設(shè)置用于R(紅色)的液晶光閥14。在由第二分色鏡9所反射的光線的方向上設(shè)置用于G(綠色)的液晶光閥15。另外，在由第四全反射鏡13所反射的光線的方向上設(shè)置用于B(藍(lán)色)的液晶光閥16。在液晶光閥14、15和16的光入射側(cè)上分別設(shè)置透鏡17、18和19，并且另外設(shè)置偏振片20、21和22。分別具有以矩陣形式設(shè)置的薄膜晶體管(TFT)的TFT液晶面板可以用于液晶光閥14、15和16。在下文中，將把“液晶光閥”稱為“液晶面板”。
在由液晶面板14、15和16所包圍的區(qū)域中，設(shè)置一個(gè)分色棱鏡23。該分色棱鏡23在本發(fā)明中構(gòu)成一個(gè)棱鏡，并且被稱為正交棱鏡。分色棱鏡23具有通過把四個(gè)棱鏡接合而構(gòu)成的多面體(六面體)和方形塊結(jié)構(gòu)。分色棱鏡23具有三個(gè)光入射面和一個(gè)光出射面。在該光入射面上，分別設(shè)置處于相對(duì)狀態(tài)的液晶面板14、15和16。在光照射面上，接合偏振片24。
在從分色棱鏡23發(fā)出的光線方向上，設(shè)置一個(gè)投影透鏡25。該投影透鏡是通過在組合多個(gè)透鏡而構(gòu)成的，例如置于一條公共光軸上的5至10個(gè)透鏡。
在如上文所述構(gòu)成的液晶投影設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)中，從燈1發(fā)出的光線通過UV-IR截止濾光器2、光積分器3、偏振轉(zhuǎn)換元件4和第一透鏡5，并且進(jìn)入第一全反射鏡6。并且，該入射光線基本上被垂直反射。在此時(shí)，UV-IR截止濾光器2截止包含在從燈1發(fā)出的光線中的紫外線和紅外線。
由第一全反射鏡6所反射的光線被第一分色鏡7有選擇地通過或反射。也就是說，第一分色鏡7使紅光通過該鏡，并且反射綠光和藍(lán)光。通過第一分色鏡7的紅光被第二全反射鏡8所反射，然后通過透鏡17和偏振片20。在此之后，所通過的光線進(jìn)入液晶面板14。
另一方面，由分色鏡7所反射的綠光和藍(lán)光被第二分色鏡9有選擇地通過或反射。也就是說，第二分色鏡9使藍(lán)光通過該鏡，并且反射綠光。由第二分色鏡9所反射的綠光通過透鏡18和偏振片21，并且進(jìn)入液晶面板15。
另外，通過第二分色鏡9的藍(lán)光通過第二透鏡10，并且進(jìn)入第三全反射鏡11。然后，藍(lán)光被第三全反射鏡11基本上垂直地反射。另外，由第三全反射鏡11所反射的藍(lán)光通過第三透鏡12并且進(jìn)入第四全反射鏡14。然后，藍(lán)光被第四全反射鏡13基本上垂直地反射。然后，藍(lán)光通過透鏡19和偏振片22，然后進(jìn)入液晶面板16。
如上文所述，從燈1發(fā)出的光線(白光)被分為紅光、綠光和藍(lán)光，并且被分離的光線分別照射到液晶面板14、15和16。因此，通過對(duì)各個(gè)面板中的每個(gè)像素控制透射光量，而在三個(gè)液晶面板14、15和16的每一個(gè)上形成光學(xué)圖像。
另外，已經(jīng)分別通過液晶面板14、15和16的紅光、綠光和藍(lán)光進(jìn)入分色棱鏡23。在分色棱鏡23中，從三個(gè)不同方向入射的紅光、綠光和藍(lán)光被綜合，以產(chǎn)生由R、G和B所構(gòu)成的光學(xué)圖像。按照這種方式產(chǎn)生的光學(xué)圖像從分色棱鏡23的光出射面發(fā)出，并且通過偏振片24。然后，該圖像進(jìn)入投影透鏡25。該投影透鏡25把來自分色棱鏡23的入射光(光學(xué)圖像)放大，并且把放大的光學(xué)圖像投影到屏幕(未示出)上。順便提及，第一、第二和第三透鏡5、10和12使R、G和B的光路長度相同。
圖2A和2B示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的液晶投影設(shè)備的結(jié)構(gòu)的主要部分的一個(gè)例子。圖2A為側(cè)視圖，以及圖2B為平面視圖。圖3為以放大的方式示出安裝液晶面板的結(jié)構(gòu)的主要部分的截面示圖。
如圖2B和3中所示，在分色棱鏡23中的光入射的3個(gè)面上，分別以接合的方式安裝液晶面板14、15和16。由此，分色棱鏡23和液晶面板14、15和16相互整合。另外，冷卻裝置被置于分色棱鏡23周圍，從而靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻由相關(guān)的分色棱鏡23和液晶面板14、15和16所構(gòu)成的整合結(jié)構(gòu)。
在下文中，將利用圖3中所示的液晶面板16作為一個(gè)例子描述安裝液晶面板14、15和16的具體結(jié)構(gòu)。
在分色棱鏡23和液晶面板16之間插入一個(gè)偏振片26和透明玻璃基片27。該透明玻璃基片27由具有高的導(dǎo)熱率的藍(lán)寶石玻璃等等所制成。在液晶面板16的光入射側(cè)上，即在與分色棱鏡23相反的一側(cè)上，設(shè)置一個(gè)防塵板28。該防塵板28由玻璃所制成，并且具有防止在光路上的灰塵處于投影透鏡25的焦距上，從而導(dǎo)致散焦。
在分色棱鏡23的光入射面上，按照一種方式把偏振片26，透明玻璃基片27和防塵板28與液晶面板16安裝在一起，使它們的平面相互接觸。也就是說，偏振片26的一個(gè)平面與分色棱鏡23的光入射面相接觸。偏振片26的另一個(gè)面與透明玻璃基片27的一個(gè)面相接觸。液晶面板16的一個(gè)平面與透明玻璃基片27的另一個(gè)平面相接觸，以及液晶面板16的另一個(gè)平面與防塵板28的一個(gè)平面相接觸。
另外，該分色棱鏡23、偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防塵板28通過使用由紫外線固化樹脂所制成的透明粘合劑相互接合。為了粘合，需要使用具有折射率與分色棱鏡23的材料基本上相同的樹脂，例如n＝1.4至1.6的樹脂。其原因是為了抑制在部件之間的接觸面上的光反射(界面反射)。對(duì)于用作為粘合劑的樹脂，例如可以采用丙烯酸類樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂等等。另外，還可以采用硅膠、油等等。
在分色棱鏡23的底面上，在與該底面相接觸的狀態(tài)下提供一個(gè)散熱器。該散熱器29由具有高導(dǎo)熱率的金屬材料所制成，例如鋁。該散熱器29從平面上觀察具有四邊形塊狀結(jié)構(gòu)。升高部分30以整合的方式形成在散熱器29的端部。升高部分30的上端面與液晶面板16和防塵板28相接觸。
熱管31盤繞在分色棱鏡23的面板安裝部分上。該熱管31構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置的散熱器。在分色棱鏡23的上部分側(cè)，熱管31被設(shè)置為與分色棱鏡23和透明玻璃基片27相接觸的狀態(tài)。在分色棱鏡23的下部分側(cè)，熱管31不但被設(shè)置為與分色棱鏡23和透明玻璃基片27相接觸，而且還與散熱器29相接觸。對(duì)于散熱器29，熱管31與由上升部分30所形成的兩個(gè)內(nèi)側(cè)角部分相接觸。
在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)液晶面板通過吸收光而發(fā)熱時(shí)，該熱量被各種熱傳輸路徑而吸收和分散。作為各種熱傳輸路徑，可以采用如下路徑，例如通過防塵板28導(dǎo)向散熱器29的路徑；從透明玻璃基片27導(dǎo)向熱管31的路徑；用該面板周圍的空氣作為載熱體由該熱管吸收熱量的路徑；通過透明玻璃基片27、偏振片26和分色棱鏡23導(dǎo)向散熱器29的路徑；從散熱器29導(dǎo)向熱管31的路徑；熱量從散熱器29擴(kuò)散到空氣的路徑；熱量從防塵板28擴(kuò)散到空氣的路徑；如此等等。
在實(shí)踐中，根據(jù)本發(fā)明，液晶面板16以接合狀態(tài)安裝到分色棱鏡23上，從而在兩個(gè)部分之間的熱傳導(dǎo)區(qū)域得到保證。另外，熱管31盤繞分色棱鏡23。因此，除了在液晶面板16產(chǎn)生的熱量可以由熱管31直接吸收之外，可以由熱管31有效地吸收從液晶面板16傳送到分色棱鏡23的熱量。
另外，根據(jù)本發(fā)明，具有較高導(dǎo)熱率的透明玻璃基片27被插入在分色棱鏡23和液晶面板16之間。因此，可以把液晶面板16與分色棱鏡23之間的熱阻抑制到較低的程度。另外，熱管31與透明玻璃基片27相接觸。因此，可以由透明玻璃基片27吸收在液晶面板16中產(chǎn)生的熱量，從而由熱管31有效地吸熱。
另外，散熱器29與分色棱鏡23的底面相接觸，以及熱管31與散熱器29相接觸。因此，可以由散熱器29吸收從液晶面板16傳送到分色棱鏡23的熱量，從而由熱管31有效地吸熱。
結(jié)果，液晶面板16與具有較大熱容量的分色棱鏡23相整合，并且被靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻。因此，可以有效地減小液晶面板16的工作溫度，而不使用常規(guī)方法中所用的風(fēng)扇等等對(duì)該液晶面板進(jìn)行動(dòng)態(tài)冷卻。另外，熱管31被用作為冷卻裝置的散熱器。因此，可以穩(wěn)定地獲得充分的冷卻效果，而不影響環(huán)境溫度。另外，通過接合透明玻璃基片27、散熱器29等等，可以獲得較高的冷卻效果。
順便提及，在上文所述的第一實(shí)施例中，透明玻璃基片27被插入在分色棱鏡23和液晶面板16之間。但是透明玻璃基片27可以接合在液晶面板16的光入射側(cè)。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的第二實(shí)施例。在該液晶投影設(shè)備中，如圖4中所示，液晶光閥14、15和16分別直接接合在分色棱鏡23的三個(gè)光入射面上，從而分色棱鏡23與各個(gè)液晶光閥14、15和16相互整合。對(duì)于液晶光閥14、15和16的粘合，最好使用與第一實(shí)施例中所述的粘合劑相同的粘合劑，以抑制在接合面上的反射。
在分色棱鏡23的底面上，把一個(gè)珀耳帖(Peltier)冷卻元件32設(shè)置為與該底面相接觸。該珀耳帖冷卻元件32構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置的散熱器。
在上述結(jié)構(gòu)中，液晶光閥14、15和16之間接觸并接合到分色棱鏡23上。另外，在各個(gè)液晶光閥14、15和16中產(chǎn)生的熱量被傳送到分色棱鏡23。另外，珀耳帖冷卻元件32與分色棱鏡23的底面相接觸。因此，如上文所述傳送到分色棱鏡23的熱量被珀耳帖冷卻元件32所吸收。
相應(yīng)地，通過把分色棱鏡23與液晶光閥14、15和16整合而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)被珀耳帖冷卻元件32靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻。因此，可以有效地降低液晶光閥14、15和16的工作溫度，而不需要使用例如常規(guī)方式中所用的風(fēng)扇等等來動(dòng)態(tài)地冷卻液晶面板。另外，珀耳帖冷卻元件32被用作為冷卻裝置的散熱器。因此，可以穩(wěn)定地獲得充分的冷卻效果，而不對(duì)環(huán)境溫度有任何影響。
順便提及，在此所述的第二實(shí)施例的液晶投影設(shè)備中，珀耳帖冷卻元件32被用作為散熱器。但是，除了珀耳帖冷卻元件32之外，可以使用如圖5A的側(cè)視圖和5B的底視圖所示的熱管31。通過把熱管31設(shè)置為與相關(guān)底面相接觸的狀態(tài)盤繞在分色棱鏡23的底面上，可以獲得如上文所述的效果。另外，通過把熱管31盤繞在每個(gè)液晶光閥14、15和16的外圍，在各個(gè)液晶光閥14、15和16中產(chǎn)生的熱量可以被熱管31所吸收，從而獲得較好的冷卻效果。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的第三實(shí)施例。該液晶投影設(shè)備按照與上述第二實(shí)施例相同的方式而構(gòu)成，其中液晶光閥14、15和16直接接合在珀耳帖冷卻元件32的三個(gè)光入射面上，如圖6中所示。通過這種結(jié)構(gòu)，構(gòu)造該液晶投影設(shè)備，其中分色棱鏡23和各個(gè)液晶光閥14、15和16相互整個(gè)。
作為散熱器的珀耳帖冷卻元件32從側(cè)面觀察具有四邊形結(jié)構(gòu)。支承部件33在該四邊形的四個(gè)角處上升。每個(gè)支承部件33由長的L形板所構(gòu)成。在其外側(cè)板上，多個(gè)散熱片34安裝在縱向方向上。支承部件33和散熱片34由具有較高導(dǎo)熱率的金屬材料所制成(例如，鋁)。
在上文所述的情況中，分色棱鏡23安裝在珀耳帖冷卻元件32上，而分色棱鏡23的四個(gè)角與支承部件33相嚙合。通過這種結(jié)構(gòu)，珀耳帖冷卻元件32與分色棱鏡23的底面相接觸。另外，以接合狀態(tài)安裝在分色棱鏡23上的各個(gè)液晶光閥14、15和16以一種方式固定在兩個(gè)支承部件33之間。
通過上述結(jié)構(gòu)，在液晶光閥14、15和16中產(chǎn)生的熱量被傳送到分色棱鏡23。所傳送的熱量被珀耳帖冷卻元件32所吸收。當(dāng)通過4個(gè)支承部件33被珀耳帖冷卻元件32所吸收時(shí)，在液晶光閥14、15和16中產(chǎn)生的熱量以及傳送到分色棱鏡23的熱量被通過散熱片34擴(kuò)散到空氣中。
結(jié)果，通過把分色棱鏡23與液晶光閥14、15和16相互整合而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)被珀耳帖冷卻元件32和具有散熱片34的支承部件33靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻。因此，即使不使用例如常規(guī)方式中所用的風(fēng)扇來冷卻液晶面板，也可以充分地減小液晶光閥14、15和16的工作溫度。另外，在該實(shí)施例中，珀耳帖冷卻元件32被用作為冷卻裝置的散熱器。因此，可以穩(wěn)定地獲得充分的冷卻效果而不影響環(huán)境溫度。另外，由于增加通過支承部件33和散熱片34所提供的冷卻效果，因此可以獲得較高的冷卻效果。
順便提及，在第一、第二和第三實(shí)施例中，已經(jīng)描述一種情況，其中熱管31或珀耳帖冷卻元件32被用作為冷卻裝置的散熱器。但是，在根據(jù)圖2和圖3中所示的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，例如珀耳帖冷卻元件32被設(shè)置為與散熱器29的底面相接觸的狀態(tài)。然后，還可以采用使熱管31和珀耳帖冷卻元件32被用作為散熱器的結(jié)構(gòu)。
另外，風(fēng)扇可以與上述部件一同被用作為一個(gè)輔助冷卻裝置。在這種情況中，可以用所謂的微風(fēng)動(dòng)作(breezing movement)來獲得較高的冷卻效果，其中風(fēng)扇以較低的速度旋轉(zhuǎn)。因此，可以把風(fēng)扇噪聲減小到不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)問題的程度。另外，由于減小風(fēng)量，因此抑制灰塵飛揚(yáng)的程度。因此，由于浮塵所造成的對(duì)圖像質(zhì)量的有害影響得到抑制。
另外，可以考慮把液晶光閥14、15和16安裝到分色棱鏡23上的結(jié)構(gòu)的各種變型。例如，如圖7中所示，可以考慮一種結(jié)構(gòu)，其中相差片35、藍(lán)寶石基片36和偏振片37被插入在分色棱鏡23和液晶光閥14、15和16之間，并且這些部件以接合的狀態(tài)相互整合。在這種情況中，最好藍(lán)寶石基片36和相差片35比液晶基片更大，以增加導(dǎo)熱性。另外，如圖8中所示，可以考慮一種結(jié)構(gòu)，其中相差片38、偏振片39和藍(lán)寶石基片40被插入在分色棱鏡23和液晶光閥14、15和16之間，并且這些部件以接合的狀態(tài)相互整合。
另外，對(duì)于另一種變型，如圖9中所示，可以考慮一種結(jié)構(gòu)，其中相差片41、第一藍(lán)寶石基片42、偏振片43以及第二藍(lán)寶石基片44被插入在分色棱鏡23和液晶光閥14、15和16之間，并且這些部件以接合的狀態(tài)相互整合。另外，如圖10中所示，可以考慮一種結(jié)構(gòu)，其中第一藍(lán)寶石基片45、相差片46、偏振片47和第二藍(lán)寶石基片48被插入在分色棱鏡23和液晶光閥14、15和16，并且這些部件以接合的狀態(tài)相互整合。
在圖9和圖10中所示的整合結(jié)構(gòu)的例子中，設(shè)計(jì)的自由度增加，另外，容易制造一種接合結(jié)構(gòu)。另外，該部件分離地接合，并且可以最后接合玻璃、藍(lán)寶石等等。不必說，在任何一個(gè)結(jié)構(gòu)例子中，熱管和珀耳帖冷卻元件安裝在棱鏡的下部(底面)、有效像素外圍和棱鏡的上表面上。在上述結(jié)構(gòu)例子中，偏振片和相差片可能是發(fā)熱源。因此，通過把光學(xué)元件基片插入在分色棱鏡和液晶面板之間，以使得相關(guān)棱鏡與相關(guān)液晶面板相整合，增加冷卻效果因此提高該元件的可靠性。
另外，把藍(lán)寶石玻璃、十片疊層玻璃等等插入在例如偏振片、相差片這樣的光學(xué)元件基片之間，以使得導(dǎo)熱率均勻一致。另外，使用玻璃表面被覆蓋具有良好導(dǎo)熱性的透明導(dǎo)電膜(例如ITO膜)，從而可以增加導(dǎo)熱性。
下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的第四實(shí)施例。
同樣按照與第一至第三實(shí)施例中所述相同的方式構(gòu)造該液晶投影設(shè)備，其中各個(gè)液晶光閥14、15和16以接合狀態(tài)安裝在分色棱鏡23的三個(gè)光入射面上，如圖11中所示。通過這種結(jié)構(gòu)，分色棱鏡23和各個(gè)液晶光閥14、15和16相互整合。
在下文中，將利用圖12中所示的液晶面板16為例描述把液晶光閥14、15和16安裝到分色棱鏡23上的具體結(jié)構(gòu)。
在分色棱鏡23和液晶面板16之間，插入偏振片26和透明玻璃基片27。用于本實(shí)施例中的透明玻璃基片27最好由具有高導(dǎo)熱性的基片材料所制成，例如藍(lán)寶石玻璃、硼硅酸耐熱玻璃、ZerodurR、十片疊層玻璃等等。順便提及，最好使用沒有雙折射率的材料來作為透明玻璃基片27的材料。
在液晶面板16的光入射側(cè)上，即在與分色棱鏡23相對(duì)的一側(cè)上，放置一個(gè)防塵板28。該防塵板28由玻璃所制成，并且防止存在于光路上的灰塵落在投影透鏡25的焦距上從而導(dǎo)致散焦。
偏振片26、透明玻璃基片27和防塵板28與液晶面板16一同按照使它們的平面相互接觸的方式裝在分色棱鏡23的光入射面上。也就是說，偏振片26的一個(gè)平面與分色棱鏡23的光入射面相接觸。偏振片26的另一個(gè)平面與透明玻璃基片27的一個(gè)平面相接觸。液晶面板16的一個(gè)平面與透明玻璃基片27的另一個(gè)平面相接觸，以及液晶面板16的另一個(gè)平面與防塵板28的一個(gè)平面相接觸。
另外，通過使用透明粘合劑使分色棱鏡23、偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防塵板28相互接合。對(duì)于該粘合劑，最好使用其折射率基本上與分色棱鏡23的材料的折射率相同的樹脂，例如n＝1.4或1.6的樹脂或者紫外光固化樹脂。其原因是為了抑制在元件之間的接觸界面上的光反射(界面反射)。對(duì)于用作為粘合劑的樹脂，例如可以采用丙烯酸類樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂等等。另外，還可以采用硅膠、油等等。
在上述結(jié)構(gòu)中，具有較高導(dǎo)熱性的透明玻璃基片27插入在分色棱鏡23和液晶面板16之間。因此，可以抑制液晶面板16和分色棱鏡23之間的熱阻。另外，可以由透明玻璃基片27吸收在液晶面板16所產(chǎn)生的熱量，并且所吸收的熱量被有效地從透明玻璃基片27和分色棱鏡23中擴(kuò)散。在這一方面，其它液晶光閥14和15也具有相同的功能。
結(jié)果，液晶光閥14、15和16被用作為冷卻槽具有較大熱容量的分色棱鏡23有效地冷卻。因此，可以有效地減小液晶光閥14、15和16的工作溫度，而不需要使用與常規(guī)方式相同的風(fēng)扇來冷卻該液晶面板。另外，對(duì)于在把每個(gè)液晶光閥14、15和16安裝到分色棱鏡23上并且在它們之間插入有透明玻璃基片27的結(jié)構(gòu)中，可以應(yīng)用于一種制造方法中，其中使多個(gè)液晶面板形成在具有較大直徑的玻璃基片上，然后把玻璃基片沿著預(yù)定的線路切割，從而同時(shí)獲得被分為多塊的多個(gè)液晶面板。
下面參照?qǐng)D13和圖14描述根據(jù)本發(fā)明的液晶投影設(shè)備的第五實(shí)施例。在該液晶投影設(shè)備中，將按照與上述實(shí)施例相同的方式以液晶面板16為例描述把液晶光閥14、15和16安裝到分色棱鏡23上的特殊結(jié)構(gòu)。
在圖13和14中，偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防塵板28通過使用粘合劑相互接合。液晶面板16通過接觸接合方法以可分離的方式安裝到分色棱鏡23上。
更加具體來說，支承部件130從平面形狀為矩形的底板的四個(gè)角上升。該底板129可以形成為與液晶投影設(shè)備的底部整合。每個(gè)支承部件130是長的L形板，并且最好由具有高的導(dǎo)熱性的金屬材料所制成，例如鋁、鋼鐵等等。
鏍釘孔H1至H8，總共有8個(gè)孔，被提供在兩個(gè)支承部件130中，對(duì)應(yīng)于四個(gè)支承部件130中的液晶面板16的安裝位置。兩個(gè)鏍釘孔H9和H10被提供在底板129上。在這些鏍釘孔中，鏍釘孔H1至H4用于通過接觸接合把液晶面板16固定到分色棱鏡23上。另一方面，鏍釘孔H5至H8、H9和H10用于在橫向方向(即在圖14的箭頭X的方向上)、在垂直方向上(即在圖14的箭頭Y的方向上)、以及在旋轉(zhuǎn)方向上(即，在圖14有箭頭θ的方向上)調(diào)節(jié)液晶面板16的安裝位置。
在通過使用如上文所述構(gòu)成的底板129和四個(gè)支承部件130把液晶面板16安裝在分色棱鏡23上的情況中，首先，分色棱鏡23被置于底板129的預(yù)定位置上然后固定。通過粘合劑把分色棱鏡23的底表面接合到底板129的上表面上而執(zhí)行分色棱鏡23的固定。相應(yīng)地，分色棱鏡23被置于由四個(gè)支承部件130所包圍的空間中。
接著，通過接合偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防塵板28而構(gòu)成整合部件被置于接近分色棱鏡23的光入射面。在這種情況中，上文所述的整合部件從上方與插入在具有8個(gè)鏍釘孔H1至H8的兩個(gè)升高部分30之間的透明玻璃基片27相組裝。相應(yīng)地，四個(gè)鏍釘孔H1至H4以相對(duì)的狀態(tài)放置，預(yù)定的開孔插入在透明玻璃基片27的正面上，這是與液晶面板16外部的有效像素區(qū)域不同的一個(gè)面。四個(gè)鏍釘孔以相對(duì)的狀態(tài)通過透明玻璃基片27側(cè)面上的預(yù)定開孔。兩個(gè)鏍釘孔H9和H10以相對(duì)狀態(tài)置于透明玻璃基片27的下端面上。
然后，鏍釘S1至S10分別被旋進(jìn)鏍釘孔H1至H10。同時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)鏍釘S1至S10而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整液晶面板16的安裝位置。鏍釘S1至S10可以在固定分色棱鏡23的步驟之前，或者在插入包含液晶面板16的整合部件中之前旋進(jìn)支承部件130。
在觀察實(shí)際顯示在屏幕上的圖像的同時(shí)執(zhí)行液晶面板16的位置調(diào)節(jié)。對(duì)于調(diào)節(jié)的處理，首先，要旋進(jìn)4個(gè)鏍釘孔H1至H4的鏍釘S1至S4與透明玻璃基片27的正面相接觸，并且通過由鏍釘S1至S4所給的壓力把透明玻璃基片27緊緊地壓向分色棱鏡23側(cè)。相應(yīng)地，偏振片26被緊緊地壓向分色棱鏡23的光入射面。在這種狀態(tài)中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)鏍釘S5至S8、S9和S10時(shí)，透明玻璃基片27的位置根據(jù)各個(gè)鏍釘?shù)男D(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)角而改變，并且液晶面板16的位置也相應(yīng)地整體改變。因此，可以在各種方向上調(diào)節(jié)(細(xì)調(diào))液晶面板16相對(duì)于分色棱鏡23的安裝位置。
換句話說，可以通過適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)鏍釘S5至S8而在橫向方向上(即，在圖14的箭頭X的方向上)調(diào)節(jié)液晶面板16的安裝位置。另外，通過適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)S9和S10，而在垂直方向上(即，在圖14的箭頭Y的方向上)調(diào)節(jié)液晶面板16的安裝位置。通過適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)S5至S8、S9和S10，而在旋轉(zhuǎn)方向上(即，在圖14的箭頭θ的方向上)調(diào)節(jié)液晶面板16的安裝位置，即可以執(zhí)行傾斜調(diào)節(jié)。
順便提及，如果液晶面板16的安裝位置可以在橫向方向、垂直方向和旋轉(zhuǎn)方向上調(diào)節(jié)，則可以任意設(shè)置鏍釘和鏍釘孔的數(shù)目。另外，如果液晶面板16以接合狀態(tài)通過偏振片26和透明玻璃基片27安裝在分色棱鏡23的光入射面上，則可以在圖14的箭頭Z的光軸方向上高度精確地確定該面板相對(duì)于分色棱鏡23的位置。因此，不必調(diào)節(jié)該面板在光軸方向上的位置。另外，也不必調(diào)節(jié)該面板相對(duì)于分色棱鏡23的光入射面的平行度。
如上文所述，在調(diào)節(jié)液晶面板16的安裝位置之后，通過旋緊鏍釘S1至S4把液晶面板16與透明玻璃基片27一同固定到分色棱鏡23上。在這種情況中，可以通過使用襯墊由鏍釘S1至S4固定透明玻璃基片27。另外，在鏍釘S1至S4被旋緊并固定到升高部分30上的部分可以通過使用例如瞬間粘合劑等等這樣的固定方法來固定和增強(qiáng)，從而防止由于鏍釘松動(dòng)等等所造成液晶面板16的偏移。在鏍釘部分使用襯墊的情況中，包括襯墊的部分被增強(qiáng)和固定。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的液晶投影設(shè)備如此構(gòu)成，使得通過使用鏍釘?shù)慕佑|接合方法把液晶面板16以可折卸的方式安裝到分色棱鏡23上。因此，可以容易地執(zhí)行部件的更換等等操作。相應(yīng)地，例如即使當(dāng)該液晶面板發(fā)生一些故障，可以容易地通過更換故障部件或者修復(fù)該液晶面板而處理。另外，由偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防塵板28所構(gòu)成的整合部件不直接通過粘合劑接合到分色棱鏡23上。因此，容易在組裝處理中裝卸該部件。另外，容易保持清潔的環(huán)境，從而有效地防止污物和灰塵的產(chǎn)生。
另外，該液晶投影設(shè)備包括位置調(diào)節(jié)功能，用于調(diào)節(jié)液晶面板的安裝位置。因此，可以精確和容易地調(diào)節(jié)3個(gè)液晶光閥14、15和16之間的相互位置。相應(yīng)地，容易精確地在屏幕上協(xié)調(diào)紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的像素，從而形成精確的圖像。
順便提及，把液晶光閥14、15和16固定到分色棱鏡23上的方法不限于使用鏍釘?shù)纳鲜鼋佑|接合方法。例如，可以采用如下接觸接合方法。該接合方法如此構(gòu)成；其中通過非硬化狀態(tài)或半硬化狀態(tài)下的粘合劑層把透明玻璃基片27與偏振片26一同壓在分色棱鏡23的光入射面上；然后在該狀態(tài)中，用上述方式調(diào)節(jié)面板的位置；在此之后，通過完全硬化(永久硬化)該粘合劑層和固定該面板。
在根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例中，已經(jīng)描述把本發(fā)明應(yīng)用于液晶投影設(shè)備的例子。但是，本發(fā)明不但用于液晶投影設(shè)備而且還可以用于采用把液晶面板與棱鏡的光入射面相對(duì)方式放置的結(jié)構(gòu)的整個(gè)液晶顯示設(shè)備。在這種情況中，可以獲得在把本發(fā)明用于上述液晶投影設(shè)備的情況相類似的優(yōu)點(diǎn)。
工業(yè)應(yīng)用性如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，液晶面板以粘合的方式固定在棱鏡的光入射面上并且相互整合。然后，該整合結(jié)構(gòu)由冷卻裝置靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻。相應(yīng)地，可以有效地冷卻液晶面板，而沒有由于風(fēng)扇噪聲或揚(yáng)塵所造成的麻煩。
另外，根據(jù)本發(fā)明，該液晶面板被通過粘合的方式通過該透明基片固定在具有高導(dǎo)熱率的光入射面上，并且相互整合。相應(yīng)地，可以有效地冷卻該液晶面板而沒有由于風(fēng)扇噪聲和揚(yáng)塵所造成的任何麻煩。
通過把本發(fā)明用于使用液晶面板作為液晶光閥的液晶投影設(shè)備，可以使該設(shè)備在非常安靜的使用環(huán)境下把精確圖像投影在屏幕上。另外，對(duì)于液晶面板的冷卻效果通過與棱鏡整體構(gòu)造而增強(qiáng)。因此，可以顯著減小該液晶面板的工作溫度。對(duì)于該設(shè)備的小型化，通過使該設(shè)備小型化并且提高圖像亮度而實(shí)現(xiàn)液晶面板的小型化，可以把液晶面板的工作溫度抑制到較低的程度并且保持高度可靠性。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，在接合狀態(tài)下把液晶面板安裝在棱鏡的光入射面板上，以把該面板與棱鏡相整合，并且包括冷卻裝置，用于靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻該整合結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，使用珀耳帖冷卻元件或者熱管或這兩者作為冷卻裝置的散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，把光學(xué)元件插入在棱鏡和液晶面板之間，并且把相關(guān)棱鏡與相關(guān)液晶面板相整合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，把透明玻璃基片插入在棱鏡和液晶面板之間，并且把相關(guān)棱鏡與相關(guān)液晶面板相整合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，通過粘合劑把該棱鏡接合到該液晶面板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中該粘合劑是透明的并且由折射率基本上與棱鏡的材料的折射率的樹脂所制成。
7.一種液晶投影設(shè)備，在接合狀態(tài)下把液晶光閥安裝在棱鏡的光入射面板上，以把該光閥與棱鏡相整合，并且包括冷卻裝置，用于靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻該整合結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，使用珀耳帖冷卻元件或者熱管或這兩者作為冷卻裝置的散熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，把光學(xué)元件插入在棱鏡和液晶光閥之間，并且把相關(guān)棱鏡與相關(guān)液晶光閥相整合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，把透明玻璃基片插入在棱鏡和液晶光閥之間，并且把相關(guān)棱鏡與相關(guān)液晶光閥相整合。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，通過粘合劑把該棱鏡接合到該液晶光閥上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該粘合劑是透明的并且由折射率基本上與棱鏡的材料的折射率的樹脂所制成。
13.一種冷卻面板的方法，在接合狀態(tài)下把液晶面板安裝在棱鏡的光入射面板上，以把該面板與棱鏡相整合，以及靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻該整合結(jié)構(gòu)。
14.一種液晶顯示設(shè)備，液晶面板在接合狀態(tài)下隔著具有高度導(dǎo)熱性的透明基片安裝在棱鏡的光入射面上，并且與該棱鏡整合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，通過粘合劑把棱鏡、透明基片和液晶面板之間的至少一個(gè)界面粘合。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，以可拆卸的方式把該液晶面板安裝到棱鏡上。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中包括調(diào)節(jié)液晶面板的安裝位置的位置調(diào)節(jié)功能。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中該透明基片是光學(xué)元件基片或玻璃基片。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中該粘合劑是透明的并且由折射率基本上與棱鏡、透明基片和液晶面板之一的折射率相同的樹脂所制成。
20.一種液晶投影設(shè)備，在接合的狀態(tài)下通過具有高導(dǎo)熱率的透明基片把液晶面板安裝在棱鏡的光入射面上，從而使該面板與棱鏡相整合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，通過粘合劑把棱鏡、透明基片和液晶面板之間的至少一個(gè)界面粘合。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，以可拆卸的方式把該液晶面板安裝到棱鏡上。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中包括調(diào)節(jié)液晶面板的安裝位置的位置調(diào)節(jié)功能。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中該透明基片是光學(xué)元件基片或玻璃基片。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中該粘合劑是透明的并且由折射率基本上與棱鏡、透明基片和液晶面板之一的折射率相同的樹脂所制成。
26.一種冷卻面板的方法，在接合的狀態(tài)下通過具有高導(dǎo)熱率的透明基片把液晶面板安裝在棱鏡的光入射面上，從而使該面板與棱鏡相整合，并且冷卻該液晶面板。
全文摘要
本發(fā)明是一種使用液晶面板的液晶投影設(shè)備。該設(shè)備包括緊密地整體附著到多面體的分色棱鏡(23)的光入射面上的液晶面板(16)，以及用于靜態(tài)地強(qiáng)制冷卻該整合結(jié)構(gòu)的散熱器(29)和熱管(31)。具有這種結(jié)構(gòu)的液晶投影設(shè)備將有效地冷卻該液晶面板而沒有由于風(fēng)扇噪聲和揚(yáng)塵的缺陷。
文檔編號(hào)G03B21/00GK1398357SQ01804730
公開日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月8日
發(fā)明者貝瀨喜久夫, 小林三輝也, 西原靜夫 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社