JP2002236278A

JP2002236278A - 液晶表示装置、液晶プロジェクタ装置及びパネル冷却方法

Info

Publication number: JP2002236278A
Application number: JP2001038033A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Kaise; 喜久夫貝瀬; Mikiya Kobayashi; 三輝也小林; Shizuo Nishihara; 静夫西原
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ファンノイズやダストの巻き上げによる不具
合を招くことなく、液晶パネルを効率良く冷却すること
が可能な液晶プロジェクタ装置を提供する。【解決手段】多面体からなるダイクロイックプリズム
２３の光入射面に液晶パネル１６を密着状態で取り付け
て一体化するとともに、その一体化構造物を静的に強制
冷却するヒートシンク２９とヒートパイプ３１を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、液
晶プロジェクタ装置及びパネル冷却方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶ライトバルブに液晶パネルを
用いた液晶プロジェクタ装置の開発が盛んに行われてい
る。液晶プロジェクタ装置には、主に、パーソナルコン
ピュータ用途などのデータプロジェクタ装置、ホームシ
アター用途などのフロントプロジェクタ装置、リアプロ
ジェクションテレビジョン用途などのリアプロジェクタ
装置がある。

【０００３】液晶プロジェクタ装置は、Ｒ（赤色），Ｇ
（緑色），Ｂ（青色）３色のカラーフィルタ付きの液晶
ライトバルブ（液晶パネル）を１枚使った単板式と、モ
ノクロの液晶ライトバルブ（液晶パネル）をＲ，Ｇ，Ｂ
の光路ごとに３枚使った３板式とに大別される。また液
晶プロジェクタ装置は、その中枢となる液晶ライトバル
ブが透過型か反射型かに応じて、透過型プロジェクタと
反射型プロジェクタとに分けられる。

【０００４】ここで、３板式の透過型液晶プロジェクタ
装置の光学系では、多面体からなるダイクロイックプリ
ズム（クロスプリズム）の３つの光入射面にＲ，Ｇ，Ｂ
の各色に対応する液晶ライトバルブをそれぞれ対向状態
に配置し、各色の液晶ライトバルブを透過したＲ光，Ｇ
光，Ｂ光をダイクロイックプリズムで合成して投射レン
ズに入射する構成となっている。

【０００５】その際、各色の液晶ライトバルブは光の吸
収などによって発熱するため、動作時の温度（以下、動
作温度）が高くなる。これに対して液晶ライトバルブに
は、液晶そのものの他、配向膜、シール部、偏向板、位
相差板などに有機物が使用され、また薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）上でも平坦化膜などに有機物が使用されてい
る。そのため、温度上昇や光量増加に伴う信頼性の劣化
が懸念されている。

【０００６】そこで従来においては、液晶ライトバルブ
（液晶パネル）の冷却方法として、ファンを用いた空冷
方式と液体を用いた液冷方式が提案されている。空冷方
式では、ファンを回転させて液晶ライトバルブにエアー
を吹き付けて冷却する。液冷方式では、液晶ライトバル
ブに冷却液を接触させて冷却する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空冷方
式では、ファンの回転によってノイズが発生したり、ダ
ストが舞い上がるなどの不具合がある。また、液冷方式
では、液晶ライトバルブの周辺に液冷容器を設置する必
要があるため、小型化に不利なものとなっている。ま
た、冷却液の温度がパネル周辺の環境温度に左右される
ため、冷却効果にバラツキが生じやすいうえ、十分な冷
却効果が得られ難いという欠点もある。特に、小型化に
よって光学部品間の距離が短くなると、それに伴う環境
温度の上昇によって冷却液の温度上昇が顕著化するた
め、冷却効果の低下が予想される。

【０００８】また、今後は液晶プロジェクタ装置の高輝
度化、高画質化、高精細化の進展に伴って液晶ライトバ
ルブ（液晶パネル）の画素密度や液晶ライトバルブへの
入射光量密度が向上し、これによって液晶ライトバルブ
の動作温度が上昇する傾向にある。また一方では、液晶
ライトバルブ（パネルサイズ）の小型化が進展するた
め、動作温度が加速度的に上昇することが予想される。
そうした場合、従来の空冷方式や液冷方式では液晶ライ
トバルブの温度上昇を十分に抑えきれなくなり、信頼性
の維持がますます困難なものになると予想される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、プリズムの光入射面に液晶パネルを密着状態で取
り付けて一体化するとともに、その一体化構造物を静的
に強制冷却する冷却手段を備えた構成となっている。

【００１０】上記構成の液晶表示装置においては、プリ
ズムの光入射面に液晶パネルを密着状態で取り付けて一
体化し、この一体化構造物を冷却手段で静的に強制冷却
することにより、ファンノイズや浮遊ダストによる不具
合を招くことなく、液晶パネルを効率良く冷却すること
が可能となる。また、液晶ライトバルブに液晶パネルを
用いた液晶プロジェクタ装置においても、上記同様の構
成を採用することにより、ファンノイズや浮遊ダストに
よる不具合を招くことなく、液晶ライトバルブを効率良
く冷却することが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、例えば３板式の透過型液晶
プロジェクタ装置に適用した場合の本発明の実施の形態
につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明が適用される液晶プロジェク
タ装置の光学系構成の一例を示す概略図である。図１に
おいて、ランプ１は、液晶プロジェクタ装置の光源とな
るもので、例えばメタルハライドランプによって構成さ
れる。ランプ１による光の出射方向には、ＵＶ−ＩＲカ
ットフィルタ２、光インテグレータ３、偏光変換素子
４、第１のレンズ５及び第１の全反射ミラー６が順に配
置されている。

【００１３】一方、第１の全反射ミラー６による光の反
射方向には、第１のダイクロイックミラー７と第２の全
反射ミラー８が順に配置されている。また、第１のダイ
クロイックミラー７による光の反射方向には、第２のダ
イクロイックミラー９、第２のレンズ１０及び第３の全
反射ミラー１１が順に配置され、さらに第３の全反射ミ
ラー１１による光の反射方向には、第３のレンズ１２と
第４の全反射ミラー１３が順に配置されている。

【００１４】そして、第２の全反射ミラー８による光の
反射方向にはＲ（赤色）用の液晶ライトバルブ１４が、
第２のダイクロイックミラー９による光の反射方向には
Ｇ（緑色）用の液晶ライトバルブ１５が、第４の全反射
ミラー１３による光の反射方向にはＢ（青色）用の液晶
ライトバルブ１６が、それぞれ配置されている。また、
各々の液晶ライトバルブ１４，１５，１６の光入射側に
は、それぞれレンズ１７，１８，１９と偏光板２０，２
１，２２が配置されている。液晶ライトバルブ１４，１
５，１６としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をマト
リックス状に配列したＴＦＴ液晶パネルを用いることが
できる。以下、「液晶ライトバルブ」を「液晶パネル」
と称して説明する。

【００１５】各々の液晶パネル１４，１５，１６に囲ま
れる領域には、ダイクロイックプリズム２３が配置され
ている。このダイクロイックプリズム２３は、本発明に
おけるプリズムを構成するもので、クロスプリズムとも
呼ばれている。ダイクロイックプリズム２３は、４つの
プリズムを貼り合わせた多面体（６面体）の四角いブロ
ック構造をなしている。ダイクロイックプリズム２３
は、３つの光入射面と一つの光出射面を有している。そ
して、各々の光入射面には液晶パネル１４，１５，１６
が対向状態に配置され、光出射面には偏光板２４が貼り
付けられている。

【００１６】また、ダイクロイックプリズム２３の光出
射方向には投射レンズ２５が配置されている。投射レン
ズ２５は、共通の光軸上に配置された複数枚（例えば、
５枚〜１０枚）の組み合わせレンズによって構成されて
いる。

【００１７】上記構成からなる液晶プロジェクタ装置の
光学系においては、ランプ１から出射された白色光がＵ
Ｖ−ＩＲカットフィルタ２、光インテグレータ３、偏光
変換素子４及び第１のレンズ５を通して第１の全反射ミ
ラー６に入射し、そこで略直角に反射される。その際、
ランプ１からの出射光に含まれる紫外光及び赤外光は、
ＵＶ−ＩＲカットフィルタ２によってカットされる。

【００１８】第１の全反射ミラー６で反射された光は、
第１のダイクロイックミラー７で選択的に透過・反射さ
れる。即ち、第１のダイクロイックミラー７では、Ｒ光
が透過され、Ｇ，Ｂ光が反射される。第１のダイクロイ
ックミラー７を透過したＲ光は、第２の全反射ミラー８
で反射された後、レンズ１７及び偏光板２０を通して液
晶パネル１４に入射する。

【００１９】一方、第１のダイクロイックミラー７で反
射したＧ，Ｂ光は、第２のダイクロイックミラー９で選
択的に透過・反射される。即ち、第２のダイクロイック
ミラー９では、Ｂ光が透過され、Ｇ光が反射される。第
２のダイクロイックミラーで反射したＧ光は、レンズ１
８及び偏光板２１を通して液晶パネル１５に入射する。

【００２０】また、第２のダイクロイックミラー９を透
過したＢ光は、第２のレンズ１０を通して第３の全反射
ミラー１１に入射し、そこで略直角に反射される。さら
に、第３の全反射ミラー１１で反射したＢ光は、第３の
レンズ１２を通して第４の全反射ミラー１３に入射し、
そこで略直角に反射された後、レンズ１９及び偏光板２
２を通して液晶パネル１６に入射する。

【００２１】このようにランプ１からの出射光（白色
光）をＲ，Ｇ，Ｂに分離して各々の液晶パネル１４，１
５，１６に入射することにより、３枚の液晶パネル１
４，１５，１６上にはそれぞれに対応する色の光学画像
が形成されることになる。液晶パネル１４，１５，１６
における光学画像の形成は、それぞれのパネルで画素ご
とに光の透過量を制御することにより行われる。

【００２２】さらに、各々の液晶パネル１４，１５，１
６を透過したＲ，Ｇ，Ｂの光はダイクロイックプリズム
２３に入射する。ダイクロイックプリズム２３では、３
方向から入射されたＲ，Ｇ，Ｂの光を合成し、これによ
ってＲ，Ｇ，Ｂからなる一つの光学画像を生成する。こ
うして生成された光学画像は、ダイクロイックプリズム
２３の光出射面から偏光板２４を通して投射レンズ２５
に入射する。そして、投射レンズ２５では、ダイクロイ
ックプリズム２３からの入射光（光学画像）を拡大して
スクリーン（不図示）に投影する。ちなみに、第１〜第
３のレンズ５，１０，１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光学的な光
路長を揃える役目を果たす。

【００２３】図２は本発明の第１実施形態に係る液晶プ
ロジェクタ装置の要部構造の一例を示すもので、図中
（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその上面図である。ま
た、図３は図２におけるＣ部を拡大した断面図である。

【００２４】図２及び図３において、ダイクロイックプ
リズム２３の３つの光入射面には、それぞれ液晶パネル
１４，１５，１６が密着状態で取り付けられ、これによ
ってダイクロイックプリズム２３と各々の液晶パネル１
４，１５，１６が一体化された構成となっている。さら
に、ダイクロイックプリズム２３の周辺部には、当該ダ
イクロイックプリズム２３と各液晶パネル１４，１５，
１６の一体化構造物を静的に強制冷却する冷却手段が配
設されている。

【００２５】以下、ダイクロイックプリズム２３に対す
る液晶パネル１４，１５，１６の具体的な取り付け構造
と冷却手段の構成につき、図３に示す液晶パネル１６を
例に挙げて説明する。ダイクロイックプリズム２３と液
晶パネル１６の間には、偏光板２６と透明ガラス基板２
７が介装されている。透明ガラス基板２７は、熱伝導性
の高いサファイヤガラス等によって構成されるものであ
る。また、液晶パネル１６の光入射側（ダイクロイック
プリズム２３と反対側）にはダストフリープレート２８
が配置されている。ダストフリープレート２８は、ガラ
スによって構成されるもので、光路上に存在するダスト
を投射レンズ２５の焦点距離からずらしてデフォーカス
させる機能を持つ。

【００２６】ダイクロイックプリズム２３の光入射面に
おいては、前述した偏光板２６、透明ガラス基板２７及
びダストフリープレート２８が、液晶パネル１６ととも
に相互に面接触した状態で取り付けられている。即ち、
偏光板２６の一面はダイクロイックプリズム２３の光入
射面に接触している。また、偏光板２６の他面は透明ガ
ラス基板２７の一面に接触している。一方、液晶パネル
１６の一面は透明ガラス基板２７の他面に接触してい
る。また、液晶パネル１６の他面はダストフリープレー
ト２８の一面に接触している。

【００２７】また、ダイクロイックプリズム２３、偏光
板２６、透明ガラス基板２７、液晶パネル１６及びダス
トフリープレート２８は、それぞれ紫外線硬化樹脂から
なる透明な接着剤を用いて相互に固着されている。接着
剤としては、ダイクロイックプリズム２３の素材とほぼ
同じ屈折率（例えば、ｎ＝１．４〜１．６）の樹脂を用
いることが望ましい。その理由は、部品相互の接触界面
における光の反射（界面反射）を抑えるためである。接
着剤に用いられる樹脂としては、例えば、アクリル樹
脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが
一例として挙げられ、さらにシリコンゲル、オイル等を
用いることも可能である。

【００２８】一方、ダイクロイックプリズム２３の底面
にはこれに接触する状態でヒートシンク２９が設けられ
ている。ヒートシンク２９は、熱伝導性の高い金属材料
（例えば、アルミニウム）で構成されたもので、平面視
四角形のブロック構造をなしている。ヒートシンク２９
の端部には立ち上がり部３０が一体に形成されている。
立ち上がり部３０の上端面は、液晶パネル１６とダスト
フリープレート２８に接触した状態になっている。

【００２９】また、ダイクロイックプリズム２３のパネ
ル取付部周辺にはヒートパイプ３１が引き回されてい
る。このヒートパイプ３１は、本発明における冷却手段
の冷熱源を構成するものである。ダイクロイックプリズ
ム２３の上部側では、ヒートパイプ３１がダイクロイッ
クプリズム２３と透明ガラス基板２７に接触する状態で
配置されている。また、ダイクロイックプリズム２３の
下部側では、ヒートパイプ３１がダイクロイックプリズ
ム２３と透明ガラス基板２７さらにはヒートシンク２９
に接触する状態で配置されている。ヒートシンク２９に
対しては、立ち上がり部３０によって形成されたコーナ
ー内側の二箇所にヒートパイプ３１が接触した状態とな
っている。

【００３０】かかる構成において、液晶パネル１６が光
の吸収によって発熱すると、その熱が様々な伝熱経路で
吸引及び放散される。伝熱経路としては、ダストフリー
プレート２８を経由してヒートシンク２９に至る経路、
透明ガラス基板２７からヒートパイプ３１に至る経路、
パネル周辺部の空気を熱媒体としてヒートパイプ３１に
吸熱される経路、透明ガラス基板２７、偏光板２６及び
ダイクロイックプリズム２３を経由してヒートシンク２
９に至る経路、ヒートシンク２９からヒートパイプ３１
に至る経路、ヒートシンク２９から空気中に放熱される
経路、ダストフリープレート２８から空気中に放熱され
る経路などがある。

【００３１】特に、ダイクロイックプリズム２３に液晶
パネル１６を密着状態で取り付けたことで両者間の伝熱
面積を広く確保し、しかもダイクロイックプリズム２３
の周辺にヒートパイプ３１を引き回しているため、液晶
パネル１６で発生した熱をヒートパイプ３１で直接吸引
する以外に、液晶パネル１６からダイクロイックプリズ
ム２３に伝達される熱をヒートパイプ３１で効率良く吸
引することができる。

【００３２】また、ダイクロイックプリズム２３と液晶
パネル１６との間に熱伝導性の高い透明ガラス基板２７
を介装しているため、液晶パネル１６とダイクロイック
プリズム２３との間の熱抵抗を小さく抑えることができ
る。さらに、透明ガラス基板２７にヒートパイプ３１を
接触させているため、液晶パネル１６で発生した熱を透
明ガラス基板２７で吸引し、この吸引した熱をヒートパ
イプ３１で効率良く吸引することができる。

【００３３】また、ダイクロイックプリズム２３の底面
にヒートシンク２９を接触させ、かつヒートシンク２９
にヒートパイプ３１を接触させているため、液晶パネル
１６からダイクロイックプリズム２３に伝達される熱を
ヒートシンク２９で吸引し、この吸引した熱をヒートパ
イプ３１で効率良く吸引することができる。

【００３４】その結果、液晶パネル１６は熱容量の大き
いダイクロイックプリズム２３と一体となって静的に強
制冷却されるため、従来のようにファンを用いて液晶パ
ネルを動的に冷却しなくても、液晶パネル１６の動作温
度を十分に低下させることができる。また、冷却手段の
冷熱源としてヒートパイプ３１を用いていることから、
環境温度に殆ど左右されることなく、十分な冷却効果を
安定して得ることができる。さらに、透明ガラス基板２
７やヒートシンク２９を組み合わせたことで、より高い
冷却効果を得ることができる。

【００３５】なお、上記第１実施形態においては、ダイ
クロイックプリズム２３と液晶パネル１６との間に透明
ガラス基板２７を貼り合わせるようにしたが、透明ガラ
ス基板２７については、液晶パネル１６の光入射側に貼
り合わせるようにしてもよい。

【００３６】図４は本発明の第２実施形態に係る液晶プ
ロジェクタ装置の要部構造の一例を示す側面図である。
図４においては、ダイクロイックプリズム２３の３つの
光入射面に、それぞれ液晶パネル１４，１５，１６が直
に貼り付けられ、これによってダイクロイックプリズム
２３と各々の液晶パネル１４，１５，１６が一体化され
た構成となっている。液晶パネル１４，１５，１６の貼
り付けには、接合界面での反射を抑えるために、前述し
た第１実施形態と同様の接着剤を用いることが望まし
い。

【００３７】一方、ダイクロイックプリズム２３の底面
には、これに接触する状態でペルチェ冷却素子３２が配
置されている。ペルチェ冷却素子３２は、本発明におけ
る冷却手段の冷熱源を構成するものである。

【００３８】かかる構成においては、ダイクロイックプ
リズム２３に液晶パネル１４，１５，１６が直に接触
（密着）していることから、各々の液晶パネル１４，１
５，１６で発生した熱がダイクロイックプリズム２３に
伝達される。また、ダイクロイックプリズム２３の底面
にペルチェ冷却素子３２が接触していることから、前述
のようにダイクロイックプリズム２３に伝達された熱が
ペルチェ冷却素子３２によって吸引される。

【００３９】これにより、ダイクロイックプリズム２３
と液晶パネル１４，１５，１６を一体化してなる構造物
が、ペルチェ冷却素子３２によって静的に強制冷却され
る。そのため、従来のようにファンを用いて液晶パネル
を動的に冷却しなくても、液晶パネル１，４，１５，１
６の動作温度を十分に低下させることができる。また、
冷却手段の冷熱源としてペルチェ冷却素子３２を用いて
いるため、環境温度に殆ど左右されることなく、十分な
冷却効果を安定して得ることができる。

【００４０】なお、上記第２実施形態においては、冷熱
源としてペルチェ冷却素子３２を用いることとしたが、
このペルチェ冷却素子３２に代えて、例えば図５（Ａ）
の側面図及び（Ｂ）の底面図で示すようにヒートパイプ
３１を用いるようにしてもよい。ヒートパイプ３１はダ
イクロイックプリズム２３の底面に接触状態で引き回す
ことで上記同様の作用効果を得ることができる。さら
に、各々の液晶パネル１４，１５，１６の周りを囲むよ
うな配置形態でヒートパイプ３１を引き回すことによ
り、各々の液晶パネル１４，１５，１６で発生する熱を
ヒートパイプ３１で効率良く吸引して高い冷却効果を得
ることができる。

【００４１】図６は本発明の第３実施形態に係る液晶プ
ロジェクタ装置の要部構造の一例を示す斜視図である。
この第３実施形態においては、前述の第２実施形態と同
様にダイクロイックプリズム２３の３つの光入射面にそ
れぞれ液晶パネル１４，１５，１６が直に貼り付けら
れ、これによってダイクロイックプリズム２３と各々の
液晶パネル１４，１５，１６が一体化された構成となっ
ている。

【００４２】一方、冷熱源となるペルチェ冷却素子３２
は平面視四角形をなし、その四隅に支持部材３３が立設
されている。各々の支持部材３３は、長尺状のＬ字形プ
レートによって構成され、その外側の面にはプレート長
手方向にわたって複数のフィン３４が取り付けられてい
る。これら支持部材３３とフィン３４は、いずれも高い
熱伝導性を有する金属材料（例えばアルミニウム）によ
って構成されている。

【００４３】かかる構成において、ダイクロイックプリ
ズム２３は、その４つの角部を支持部材３３に嵌合させ
ながら、ペルチェ冷却素子３２の上にマウントされる。
これにより、ダイクロイックプリズム２３の底面にペル
チェ冷却素子３２が接触した状態となる。また、ダイク
ロイックプリズム２３に密着状態で取り付けられた液晶
パネル１４，１５，１６は、それぞれ２つの支持部材３
３の間にはめ込まれたかたちで配置される。

【００４４】これにより、液晶パネル１４，１５，１６
で発生した熱はダイクロイックプリズム２３に伝達さ
れ、さらにその伝達された熱がペルチェ冷却素子３２に
よって吸引される。また、液晶パネル１４，１５，１６
で発生した熱や、ダイクロイックプリズム２３に伝達さ
れた熱は、４つの支持部材３３を通してペルチェ冷却素
子３２に吸引される一方、フィン３４を通して空気中に
も放散される。

【００４５】その結果、ダイクロイックプリズム２３と
液晶パネル１４，１５，１６を一体化してなる構造物
が、ペルチェ冷却素子３２やフィン付きの支持部材３３
によって静的に強制冷却される。そのため、従来のよう
にファンを用いて液晶パネルを動的に冷却しなくても、
液晶パネル１４，１５，１６の動作温度を十分に低下さ
せることができる。また、冷却手段の冷熱源としてペル
チェ冷却素子３２を用いているため、環境温度に殆ど左
右されることなく、十分な冷却効果を安定して得ること
ができる。さらに、支持部材３３やフィン３４による冷
却作用もプラスされるため、より高い冷却効果を得るこ
とができる。

【００４６】なお、上記第１〜第３実施形態において
は、冷却手段の冷熱源として、ヒートパイプ３１又はペ
ルチェ冷却素子３２を用いるようにしたが、例えば先の
図２及び図３に示す第１実施形態の構成において、ヒー
トシンク２９の底面に接触する状態でペルチェ冷却素子
３２を配置することにより、冷熱源としてヒートパイプ
３１とペルチェ冷却素子３２の両方を用いた構成を採用
することも可能である。

【００４７】また、補助的な冷却手段としてファンを併
用することも可能である。この場合は、ファンの回転速
度を抑えた、いわゆる微風運転で高い冷却効果が得られ
るため、ファンノイズを実用上問題のないレベルまで低
減することができる。また、風量の低減によってダスト
の巻き上げが少なくなるため、浮遊ダストによる画質へ
の悪影響も抑えることができる。

【００４８】また、ダイクロイックプリズム２３に対す
る液晶パネル１４，１５，１６の取り付け構造として
は、種々の応用例が考えられる。例えば、図７に示すよ
うに、ダイクロイックプリズム２３と液晶パネル１４，
１５，１６との間に、位相差板３５、サファイヤ基板３
６及び偏光板３７を挟んで、これらを密着状態で一体化
した構造が考えられる。この場合は、サファイヤ基板３
６と位相差板３５は、熱伝導性を増加させるために液晶
パネルサイズよりも大きくするとよい。また、図８に示
すように、ダイクロイックプリズム２３と各液晶パネル
１４，１５，１６との間に、位相差板３８、偏光板３９
及びサファイヤ基板４０を挟んで、これらを密着状態で
一体化した構造も考えられる。

【００４９】また、他の変形例としては、図９に示すよ
うに、ダイクロイックプリズム２３と各液晶パネル１
４，１５，１６との間に、位相差板４１、第１のサファ
イヤ基板４２、偏光板４３及び第２のサファイヤ基板４
４を挟んで、これらを密着状態で一体化した構造、或い
は図１０に示すように、第１のサファイヤ基板４５、位
相差板４６、偏光板４７及び第２のサファイヤ基板４８
を挟んで、これらを密着状態で一体化した構造も考えら
れる。

【００５０】上記図９及び図１０に示す一体化構造例で
は、設計上の自由度が増えるとともに、密着構造を作製
しやすくなる。また、別々に貼り合わせて最後にガラ
ス、サファイヤなどを貼り合わせればよいことになる。
もちろん、いずれの構造例においても、それぞれの下部
（底部）、有効画素外周、プリズム上面にヒートパイ
プ、ペルチェ素子を付けることになる。かかる構造例に
おいては、偏光板、位相差板も発熱源となり得ることか
ら、これらの光学素子基板を間に挟んでプリズムと液晶
パネルを一体化することにより、冷却能力が向上して素
子の信頼性が高まる。さらに、偏光板や位相差板などの
光学素子基板の間に、サファイヤガラス或いはテンパッ
クスガラスなどを挟むことで、熱伝導性を均一化するこ
とができる。また、ガラス表面に熱伝導性の良い透明導
電膜（ＩＴＯ膜など）をコートした素子を用いること
で、熱の伝導性増加が期待できる。

【００５１】さらに、本実施形態においては、液晶プロ
ジェクタ装置への適用例について説明したが、本発明は
これに限らず、プリズムの光入射面に液晶パネルを対向
状態に配置した構成を採る液晶表示装置全般に適用する
ことが可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リズムの光入射面に液晶パネルを密着状態で取り付けて
一体化し、この一体化構造物を冷却手段で静的に強制冷
却することにより、ファンノイズやダストの巻き上げに
よる不具合を招くことなく、液晶パネルを効率良く冷却
することができる。これにより、液晶ライトバルブに液
晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置にあっては、非
常に静かな使用環境で良質な画像をスクリーンに投影す
ることが可能となる。また、プリズムとの一体化構造に
よって液晶パネルの冷却効果が高まるため、液晶パネル
の動作温度を大幅に低減することができる。さらに、装
置の小型化やこれに伴う液晶パネルの小型化、画像の高
輝度化への対応としても、液晶パネルの動作温度を低く
抑えて高い信頼性を維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される液晶プロジェクタ装置の光
学系構成の一例を示す概略図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェクタ
装置の要部構造の一例を示す図である。

【図３】図２におけるＣ部を拡大した断面図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶プロジェクタ
装置の要部構造の一例を示す側面図である。

【図５】本発明の第２実施形態の変形例を説明する図で
ある。

【図６】本発明の第３実施形態に係る液晶プロジェクタ
装置の要部構造の一例を示す斜視図である。

【図７】プリズムと液晶パネルの一体化構造例を示す平
面図（その１）である。

【図８】プリズムと液晶パネルの一体化構造例を示す平
面図（その２）である。

【図９】プリズムと液晶パネルの一体化構造例を示す平
面図（その３）である。

【図１０】プリズムと液晶パネルの一体化構造例を示す
平面図（その４）である。

【符号の説明】

１４，１５，１６…液晶パネル（液晶ライトバルブ）、
２３…ダイクロイックプリズム、２７…透明ガラス基
板、２９…ヒートシンク、３１…ヒートパイプ、３２…
ペルチェ冷却素子、３３…支持部材、３４…フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ａ 5/74 5/74 Ｋ (72)発明者西原静夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 EA13 EA14 EA15 HA23 HA28 MA20 2H091 FA21Z FA41Z FD01 FD06 LA04 5C058 AA06 AB06 BA35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリズムの光入射面に液晶パネルを密着
状態で取り付けて一体化するとともに、その一体化構造
物を静的に強制冷却する冷却手段を備えることを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項２】前記冷却手段の冷熱源として、ペルチェ
冷却素子、ヒートパイプ又はその両方を用いてなること
を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記プリズムと前記液晶パネルとの間に
光学素子基板を挟んで、当該プリズムと液晶パネルとを
一体化してなることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項４】前記プリズムと前記液晶パネルとの間に
透明ガラス基板を挟んで、当該プリズムと液晶パネルと
を一体化してなることを特徴とする請求項１記載の液晶
表示装置。
【請求項５】前記プリズムと前記液晶パネルとを接着
剤によって密着させてなることを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。
【請求項６】前記接着剤は、透明でかつ前記プリズム
の素材とほぼ同じ屈折率を有する樹脂からなることを特
徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】プリズムの光入射面に液晶ライトバルブ
を密着状態で取り付けて一体化するとともに、その一体
化構造物を静的に強制冷却する冷却手段を備えることを
特徴とする液晶プロジェクタ装置。
【請求項８】前記冷却手段の冷熱源として、ペルチェ
冷却素子、ヒートパイプ又はその両方を用いてなること
を特徴とする請求項７記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項９】前記プリズムと前記液晶ライトバルブと
の間に光学素子基板を挟んで、当該プリズムと液晶ライ
トバルブとを一体化してなることを特徴とする請求項７
記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項１０】前記プリズムと前記液晶ライトバルブ
との間に透明ガラス基板を挟んで、当該プリズムと液晶
ライトバルブとを一体化してなることを特徴とする請求
項７記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項１１】前記プリズムと前記液晶ライトバルブ
とを接着剤によって密着させてなることを特徴とする請
求項７記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項１２】前記接着剤は、透明でかつ前記プリズ
ムの素材とほぼ同じ屈折率を有する樹脂からなることを
特徴とする請求項１１記載の液晶プロジェクタ装置。
【請求項１３】プリズムの光入射面に液晶パネルを密
着状態で取り付けて一体化し、この一体化構造物を静的
に強制冷却することを特徴とするパネル冷却方法。