JP2004012934A - 表示パネル積層体、ケース、表示パネルモジュール及び投射型表示装置並びに表示パネルモジュールの冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶パネル、防塵ガラス及びケースの冷却性能効果を向上させて、装置の寿命を延ばすと共に、騒音を抑制する。
【解決手段】ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との間は、ギャップ材入りのシール材１０７によって隙間１１１を有して接着される。対向基板２０と防塵ガラス１０６との間は、ギャップ材入りのシール材１０８によって隙間１１２を有して接着される。隙間１１１は、ケース１２１内に設けた孔部１２５，１２６によって外部と連通される。同様に、隙間１１２は、ケース１２１内に設けた孔部１２７，１２８によって外部と連通される。孔部１２５〜１２８を介して外部から冷却用の流体を流し込むと共に吸引することで、隙間１１１，１１２に冷却用の流体を流す。これにより、液晶パネル１０１、防塵ガラス１０５，１０６及びケース１２１を効果的に冷却する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示制御に液晶パネルを使用したものに好適な表示パネル積層体、ケース、表示パネルモジュール及び投射型表示装置並びに表示パネルモジュールの冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルは、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。液晶パネルでは、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと称す）等の能動素子をマトリクス状に配置し、他方の基板に対向電極を配置して、両基板間に封止した液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能にする。
【０００３】
即ち、ＴＦＴ素子によってマトリクス状に配列された画素電極に画像信号を供給し、画素電極と対向電極相互間の液晶層に画像信号に基づく電圧を印加して、液晶分子の配列を変化させる。これにより、画素の透過率を変化させ、画素電極及び液晶層を通過する光を画像信号に応じて変化させて画像表示を行う。
【０００４】
このような液晶パネルは、投射型表示装置内において光源からの光を受けて所定の画像を形成するためのライトバルブとして用いられることがある。液晶パネルによって形成された画像は投射型表示装置の投射光学系によって拡大されてスクリーンなどに投影される。
【０００５】
このように、投射型表示装置においては、液晶パネルの画面上の画像をスクリーンに拡大投射する。従って、液晶パネルの画面上にゴミが付着すると、ゴミの影響によって表示画像の画質の劣化が著しい。そこで、ゴミの影響等を低減するために、液晶パネルの少なくとも入射面に防塵ガラスを取付けて、デフォーカス作用によってゴミの影響を無くすようになっている。
【０００６】
投射型表示装置においては、強度及び取り付け精度等の観点から、一般的に、液晶パネルに防塵ガラスを取り付けた液晶パネル積層体を、合成樹脂又は金属等のケースに収納した後、装置の筐体内部に取り付けるようになっている。
【０００７】
図１２はＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が取り付けられた液晶パネル積層体をケースに収納して構成される液晶パネルモジュールを示す説明図である。図１２（ａ）は平面形状を示し、図１２（ｂ）は横断面の形状を示している。
【０００８】
ケース８１は上面が開口した筐体であり、内部は積層された防塵ガラス８５，８６及び液晶パネル８２の形状に略一致している。ケース８１の底面上に防塵ガラス８５が載置される。防塵ガラス８５上には接着剤８７が塗布され、接着剤８７によって防塵ガラス８５と液晶パネル８２の対向基板８４とが接着される。
【０００９】
更に、液晶パネル８２の素子基板８３及び対向基板８４の水平方向両側面９１とケース８１の内壁９２との隙間には、接着剤８８が埋め込まれて、ケース８１に液晶パネル８２を接着固定するようになっている。液晶パネル８２の素子基板８３上には接着剤８９が塗布され、接着剤８９によって素子基板８３と防塵ガラス８６とが接着されている。
【００１０】
ケース８１の底面中央には液晶パネル８２の有効表示領域に対応させて開口部９３が形成されており、開口部９３から入射した光は防塵ガラス８５を介して液晶パネル８２の対向基板８４側から液晶パネル８２を透過し、防塵ガラス８６を介して出射される。なお、液晶パネル８２の素子基板８３端部に設けた実装端子にはＦＰＣ９４が圧着固定されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、投射型表示装置においては、高輝度化が促進されている。高輝度化に伴い、液晶パネル８２等において発生する熱も大きい。液晶パネル８２及び防塵ガラス８５，８６に発生する熱は、ケース８１を介して放熱される。ところが、ケース８１と液晶パネル８２及び防塵ガラス８５，８６との間の大部分には空気が介在し、放熱効果が悪い。
【００１２】
このため、冷却ファンを用いて強制的に冷却する必要があり、冷却ファンの送風量を大きくする必要から、消費電力が増大し、稼働時の騒音も大きくなってしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、流体の流路を形成して冷却効果を向上させることができる表示パネル積層体、ケース、表示パネルモジュール及び投射型表示装置並びに表示パネルモジュールの冷却方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示パネル積層体は、表示パネルと、前記表示パネルの入射面側及び出射面側の少なくとも一方に配置される透明部材と、前記表示パネルと前記透明部材との間の少なくとも一方に配置されて前記表示パネルと前記透明部材との間の少なくとも一方に隙間を形成するギャップ部材とを具備したことを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、前記表示パネルと前記透明部材との間の少なくとも一方にはギャップ部材によって隙間が形成される。この隙間は、表示パネル表面と透明部材の表面とに面しており、表示パネル及び防塵ガラスの熱の放出路となる。この隙間に冷却用の流体を流すことで、表示パネル及び透明部材を極めて効果的に冷却することができる。
【００１６】
また、本発明に係る表示パネル積層体は、前記表示パネルの入射面側及び出射面側と前記透明部材とを夫々接着する接着部材を更に具備したことを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、接着部材によって、流体の流れを規定することができ、冷却効果を向上させることができる。
【００１８】
また、前記接着部材は、前記表示パネルの入射面側及び出射面側の縁辺部に一部を除いて形成されて、前記隙間を流体の流路とすることを特徴とする。
【００１９】
このような構成によれば、表示パネルの入射面側及び出射面側の縁辺部の一部を除いて接着部材が形成され、これにより、隙間には流体の流れの出入り口が形成される。即ち、隙間は流体の流路の一部となり、冷却用の流体が隙間に効率的に流れ、冷却効果が向上する。
【００２０】
また、前記接着部材が形成されない一部は、前記接着部材の所定の２カ所であることを特徴とする。
【００２１】
このような構成によれば、流体の流れが一層規定されて、冷却用の流体として例えば液体を用いることができ、液冷によって高効率の冷却が可能である。
【００２２】
また、前記接着部材が形成されない一部は、前記表示パネルの一側面とこの側面に対向する他の側面に設けられることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、流体の流れが、全体的に一方向に規定され、流れがスムーズとなって、冷却効果が向上する。
【００２４】
また、本発明に係る表示パネル積層体は、前記表示パネルと前記透明部材との間の隙間に面する前記表示パネルの表面に形成される反射防止膜を更に具備したことを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、反射防止膜によって光の反射が防止されるので、透明部材として表示パネルと屈折率が異なる部材を利用することができる。
【００２６】
また、前記透明部材は、ガラス材料によって構成されることを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、透明部材としてガラス材料が用いられる。
【００２８】
また、本発明に係るケースは、上記表示パネル積層体を収納するための収納部と、前記収納部に設けられ、上記表示パネル積層体に設けられた前記隙間と外部とを連通するための孔部とを具備したことを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、ケースは収納部に上記表示パネル積層体を収納することができ、また、隙間と外部とを連通する孔部を備えている。これにより、孔部を介して隙間に流体を流すことが可能である。
【００３０】
また、本発明に係るケースは、上記表示パネル積層体を収納するための収納部と、前記収納部に設けられ、上記表示パネル積層体の前記接着部材が形成されない一部を介して前記隙間と外部とを連通するための複数の孔部とを具備したことを特徴。
【００３１】
このような構成によれば、孔部は流体の流路を形成する隙間と外部とを連通可能である。従って、孔部を介して流体を流すことで、隙間には効率よく流体が流れて、表示パネル、防塵ガラス及びケースを冷却可能である。
【００３２】
本発明に係る表示パネルモジュールは、上記表示パネル積層体と、上記ケースとを具備したことを特徴とする。
【００３３】
このような構成によれば、表示パネル積層体に隙間が形成され、ケースには孔部が形成されており、孔部によって隙間と外部と連通させ流体を流すことで、表示パネル、防塵ガラス及びケースを効率よく冷却することができる。
【００３４】
本発明に係るケースは、表示パネルを収納するための収納部と、前記収納部の外表面に設けられた複数の開口部と、前記収納部の肉厚内に設けられて所定の流路を形成し両端が前記開口部に接続される１つ以上の管路とを具備したことを特徴とする。
【００３５】
このような構成によれば、表示パネルは収納部に収納される。収納部の肉厚内には、所定の流路を形成する１つ以上の管路が形成される。１つ以上の管路は、両端が収納部の外表面に形成された複数の開口部に接続されている。開口部を介して流体を管路内に流すことで、ケースを効率よく冷却することができる。
【００３６】
前記１つ以上の管路は、前記表示パネルの縁辺部に沿って設けられることを特徴とする。
【００３７】
このような構成によれば、管路が表示パネルの縁辺部に沿って設けられるので、表示パネルに対する高い放熱効果を得ることができる。
【００３８】
本発明に係るケースは、上記表示パネル積層体を収納するための収納部と、前記収納部に設けられ、上記表示パネル積層体に設けられた前記隙間と外部とを連通するための孔部と、前記収納部の外表面に設けられた複数の開口部と、前記収納部の肉厚内に設けられて所定の流路を形成し両端が前記開口部に接続される１つ以上の管路とを具備したことを特徴とする。
【００３９】
このような構成によれば、孔部によって表示パネル積層体に設けられた隙間と外部とが連通されて流路が形成され、また、１つ以上の管路によって収納部内に開口部と連通した流路が形成される。これらの流路に冷却用の流体を流すことで、表示パネル積層体及び収納部を効率よく冷却することができる。
【００４０】
また、本発明に係る表示パネルモジュールの冷却方法は、上記表示パネルモジュールに、屈折率が、前記表示パネル積層体を構成する透明部材の屈折率に相当する液体を流して冷却することを特徴とする。
【００４１】
このような構成によれば、液体の屈折率と透明部材の屈折率とが同様であるので、入射光の反射が生じず、良好な画像表示が可能である。
【００４２】
また、本発に係る投射型表示装置は、上記表示パネルモジュールを画像形成手段として備えたことを特徴とする。
【００４３】
このような構成によれば、表示パネルモジュールの冷却効果が極めて高い。このため、冷却用のファンは不要であり、消費電力を低減すると共に、騒音を抑制することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る表示パネルモジュールを示す概略断面図である。図２は表示パネルである液晶パネルの画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。図３は液晶パネルを構成するＴＦＴ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図であり、図４はＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図である。図５は液晶パネルと防塵ガラス（透明部材）とによって構成される表示パネル積層体である液晶パネル積層体を示す概略側面図であり、液晶パネルを図４と同一の方向から見て示したものである。なお、図１は図５のＡ−Ａ′線の位置で見た断面を示している。また、図１の表示パネルモジュールは、表示パネル積層体をケースに収納して構成される。
【００４５】
本実施の形態は、液晶パネルと上下の防塵ガラスとの間に隙間を設けると共に、この隙間を流体の流路として、この隙間に空気又は液体を流すことによって、空冷又は液冷によって、液晶パネル、防塵ガラス及びケース等を強制的に冷却するようにしたものである。なお、本発明は液晶パネルに限らず、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルや無機ＥＬパネルのＥＬパネルなどの各種電気光学パネル（表示パネル）に用いることができるものである。
【００４６】
先ず、図２乃至図４を参照して、液晶パネルの構造について説明する。
【００４７】
液晶パネルは、図３及び図４に示すように、ＴＦＴ基板等のＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に液晶５０を封入して構成される。ＴＦＴ基板１０上には画素を構成する画素電極等がマトリクス状に配置される。図２は画素を構成するＴＦＴ基板１０上の素子の等価回路を示している。
【００４８】
図２に示すように、画素領域においては、複数本の走査線３ａと複数本のデータ線６ａとが交差するように配線され、走査線３ａとデータ線６ａとで区画された領域に画素電極９ａがマトリクス状に配置される。そして、走査線３ａとデータ線６ａの各交差部分に対応してＴＦＴ３０が設けられ、このＴＦＴ３０に画素電極９ａが接続される。
【００４９】
ＴＦＴ３０は走査線３ａのＯＮ信号によってオンとなり、これにより、データ線６ａに供給された画像信号が画素電極９ａに供給される。この画素電極９ａと対向基板２０に設けられた対向電極２１（図４参照）との間の電圧が液晶５０に印加される。また、画素電極９ａと並列に蓄積容量７０が設けられており、蓄積容量７０によって、画素電極９ａの電圧はソース電圧が印加された時間よりも例えば３桁も長い時間の保持が可能となる。蓄積容量７０によって、電圧保持特性が改善され、コントラスト比の高い画像表示が可能となる。
【００５０】
図３及び図４に示すように、対向基板２０には表示領域を区画する額縁としての遮光膜４２が設けられている。遮光膜４２は例えば対向基板２０に設けられたブラックマトリクスを構成する遮光膜と同一又は異なる遮光性材料によって形成されている。
【００５１】
遮光膜４２の外側の領域に液晶を封入するシール材４１が、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０間に形成されている。シール材４１は対向基板２０の輪郭形状に略一致するように配置され、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０を相互に固着する。シール材４１は、ＴＦＴ基板１０の１辺の一部において欠落しており、貼り合わされたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０相互の間隙には、液晶５０を注入するための液晶注入口７８が形成される。液晶注入口７８より液晶が注入された後、液晶注入口７８を封止材７９で封止するようになっている。
【００５２】
ＴＦＴ基板１０のシール材４１の外側の領域には、データ線駆動回路６１及び実装端子６２がＴＦＴ基板１０の一辺に沿って設けられており、この一辺に隣接する２辺に沿って、走査線駆動回路６３が設けられている。ＴＦＴ基板１０の残る一辺には、画面表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路６３間を接続するための複数の配線６４が設けられている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間を電気的に導通させるための導通材６５が設けられている。
【００５３】
次に、パネル組立工程について説明する。ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とは、別々に製造される。夫々用意されたＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に対して、配向膜（図示しない）となるポリイミド（ＰＩ）を塗布する。次に、ＴＦＴ基板１０表面の配向膜及び対向基板２０表面の配向膜に対して、ラビング処理を施す。次に、洗浄工程を行う。この洗浄工程は、ラビング処理によって生じた塵埃を除去するためのものである。洗浄工程が終了すると、シール材４１、及び導通材６５（図３参照）を形成する。
【００５４】
シール材４１としては、２〜３．５ミクロン（例えば、３ミクロン）の厚さのギャップ材を含むものを採用する。そして、シール材４１を、基板の縁辺部に、ディスペンス塗布によって形成する。なお、シール材をスクリーン印刷法によって形成してもよい。シール材４１を形成した後、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを貼り合わせ、アライメントを施しながら圧着し、シール材４１を硬化させる。最後に、シール材４１の一部に設けた切り欠きから液晶を封入し、切り欠きを塞いで液晶を封止する。
【００５５】
このように構成された液晶パネルにＦＰＣを接続し、更に防塵ガラスを貼り合わせる。図５はこのような液晶パネルと防塵ガラスとの液晶パネル積層体を示している。
【００５６】
液晶パネル１０１は実装端子６２（図３参照）にＦＰＣ１０２が接続される。ＦＰＣ１０２は、ポリイミドフィルム等のベース材料上に例えば圧延銅箔による銅箔パターン（図示せず）を形成し、更に、銅箔パターン上にカバー材料を形成して構成される。銅箔パターンは、ＦＰＣ１０２の長手方向に沿って並設されている。ＦＰＣ１０２の幅方向には、導電粒子を含有する接着剤である図示しないＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）（異方性導電膜）が形成されており、このＡＣＦを利用してＦＰＣ１０２がＴＦＴ基板１０上に圧着固定されている。
【００５７】
液晶パネル１０１のＴＦＴ基板１０及び対向基板２０には夫々防塵ガラス１０５，１０６が取り付けられている。防塵ガラス１０５はＴＦＴ基板１０とほぼ等しい光屈折率を備えたものであり、好ましくはＴＦＴ基板１０と同じ材質により形成される。防塵ガラス１０６もまた対向基板２０とほぼ等しい光屈折率を備えたものであり、好ましくは対向基板２０と同じ材質により形成される。
【００５８】
図５に示すように、本実施の形態においては、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５とは、シール材１０７によって所定の隙間１１１を有して相互に貼り合わせるようになっている。例えば、シール材１０７として、ギャップ材入りのシール材を用い、シール材１０７をＴＦＴ基板１０の縁辺部に塗布し、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５と圧着してシール材１０７を硬化させることによって、形成することができる。
【００５９】
また、同様に、対向基板２０と防塵ガラス１０６とは、シール材１０８によって所定の隙間１１２を有して相互に貼り合わせるようになっている。例えば、シール材１０８として、ギャップ材入りのシール材を用い、シール材１０８を対向基板２０の縁辺部に塗布し、対向基板２０と防塵ガラス１０６と圧着してシール材１０８を硬化させることによって、形成することができる。
【００６０】
なお、防塵ガラス１０５、１０６としては、ＴＦＴ基板１０、対向基板２０が石英基板（光屈折率＝１．４６）であれば同様の石英基板を用いることによって光屈折率を一致させることができる。
【００６１】
また、シール材１０７，１０８としては、上述のように石英基板を用いる場合には光屈折率が１．４６となるように調製したシリコン系接着剤やアクリル系接着剤であって、硬化後に透明となる接着剤を用いることができる。シール材１０７，１０８は、表示領域の外に形成されるので、必ずしも基板１０，２０及び防塵ガラス１０５，１０６と略同一の光屈折率を備えて、硬化後において透明となる必要はない。
【００６２】
もちろん、ＴＦＴ基板１０、対向基板２０がネオセラム等の屈折率が１．５４の高耐熱ガラス板であれば、防塵ガラス１０５，１０６においても同じ材質の高耐熱ガラス板を用いればよい。また、シール材１０７，１０８についても、上記シリコン系接着剤やアクリル系接着剤を屈折率が１．５４になるように調製することができる。
【００６３】
本実施形態では、ＴＦＴ基板１０，対向基板２０として、それぞれ１．２ｍｍ厚の石英基板、１．１ｍｍ厚の石英基板を用い、防塵ガラス１０５，１０６としては、１．１ｍｍ厚の石英基板を用いている。これにより、ある程度のデフォーカス作用を有する。
【００６４】
また、本実施の形態においては、シール材１０７，１０８の厚さも、約１ｍｍ程度にする。これにより、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との間及び対向基板２０と防塵ガラス１０６との間の間隙は流体が十分に流れやすい距離となる。また、液晶パネル１０１の表示面から防塵ガラス１０５，１０６の外表面までの距離を約３ｍｍ以上にすることができ、極めて大きいデフォーカス作用を得ることができる。
【００６５】
そして、本実施の形態においては、シール材１０７は、液晶パネル１０１の一側面側において一部が欠落して開口部１０９が形成されている。そして、この開口部１０９が形成された側面に対向する側面側においても、一部が欠落して、開口部１０９′が形成されている。同様に、シール材１０８は、液晶パネル１０１の一側面側において一部が欠落して開口部１１０が形成されている。そして、この開口部１１０が形成された側面に対向する側面側においても、一部が欠落して、開口部１１０′が形成されている。
【００６６】
即ち、開口部１０９，１０９′は、シール材１０７で囲まれたＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との隙間１１１を外部と連通させている。開口部１１０，１１０′は、シール材１０８で囲まれた対向基板２０と防塵ガラス１０６との隙間１１２を外部と連通させている。尚、開口部１０９と開口部１１０の位置は、図５においては互いにずれた位置関係に設けられているが、同じ位置に設けても良い。これは、開口部１０９′と開口部１１０′の位置関係も同様である。
【００６７】
なお、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との接着工程及び対向基板２０と防塵ガラス１０６との接着工程は、パネルの組み立て前後のいずれのタイミングで行ってもよい。
【００６８】
このように構成された液晶パネル積層体をケースに収納する。図１はこの状態を示している。
【００６９】
ケース１２１内部は、貼り合わされた液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０６，１０５の形状に略一致した形状に構成されている。ケース１２１は、底面が開口した筐体であり、接着剤によって貼り合わされた液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０６，１０５は、ケース１２１内部に接着固定されている。ケース１２１は上面に液晶パネル１０１の有効表示領域に対応した開口部１２２が形成されており、この上面に対向基板２０側を向けて液晶パネル１０１が配置されている。
【００７０】
液晶パネル１０１及び防塵ガラスを含む液晶パネル積層体の水平方向両側面とこの側面に夫々対向するケース１２１の両側内壁との間には、若干の隙間が設けられている。この隙間には図示しない接着剤が埋め込まれており、接着剤は、ケース１２１内の所定位置に液晶パネル積層体を接着固定するようになっている。
【００７１】
なお、液晶パネル積層体を接着するための接着剤は、硬化後にも所定の弾性率を備えているものを選択することによって、耐衝撃性を向上させるために液晶パネル１０１とケース１２１との間の弾性変位を可能としつつ、充分な相互固定を行うことが可能である。この接着剤としては、ゴム系接着剤を用いることができ、例えばシリコンＲＴＶ（室温硬化型シリコンゴム）等がある。
【００７２】
貼り合わされた液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０６，１０５がケース１２１内に収納された状態で、ケース１２１の底面開口部分は、フック１２３によって閉塞される。フック１２３はＴＦＴ基板１０の有効表示領域に対応した開口部分を有する。
【００７３】
本実施の形態においては、ケース１２１は、液晶パネル積層体の側面に設けた４カ所の開口部１０９，１０９′及び１１０，１１０′に対向する位置において、外部との連通用の孔部１２５乃至１２８が形成されている。開口部１０９，１０９′，１１０，１１０′は、夫々孔部１２５乃至１２８に臨んでおり、各開口部１０９，１０９′，１１０，１１０′と各孔部１２５乃至１２８とは、夫々気密又は水密に接着されるようになっている。
【００７４】
こうして、孔部１２５、開口１０９、隙間１１１、開口１０９′及び孔部１２６によって、流体の流路が形成される。同様に、孔部１２７、開口１１０、隙間１１２、開口１１０′及び孔部１２８によって、流体の流路が形成される。
【００７５】
次に、図１の液晶パネルモジュールの組立方法及び冷却方法について説明する。
【００７６】
図２乃至図４に示す液晶パネルと同一構成の液晶パネル１０１に対して、ＦＰＣ１０２を取り付ける。例えば、液晶パネル１０１上の図示しないマークとＦＰＣ１０２上の図示しない認識マークとを画像認識等によって位置検出して、液晶パネル１０１とＦＰＣ１０２との位置合わせを行う。そして、ＦＰＣ１０２の銅箔パターンを対応する実装端子６２に接続する位置において、ＦＰＣ１０２をＴＦＴ基板１０上にＡＣＦを利用して圧着固定する。
【００７７】
次に、液晶パネル１０１のＴＦＴ基板１０及び対向基板２０に、夫々シール材１０７，１０８を塗布し、隙間１１１，１１２を設けるように、防塵ガラス１０５，１０６を貼り合わせる。こうして形成された液晶パネル積層体を、ケース１２１の所定の位置に配置して、接着固定する。この場合には、液晶パネル積層体の開口部１０９，１０９′，１１０，１１０′が、夫々ケース１２１の孔部１２５乃至１２８に臨むように配置して、水密又は気密に接着する。
【００７８】
液晶パネル１０１を投射型表示装置等において用いる場合には、液晶パネル積層体が収納されたケース１２１を投射型表示装置内部の規定された位置に固定する。そして、本実施の形態においては、ケース１２１の孔部１２５及び１２６に夫々冷却用の流体を流す管路を接続する。また、同様に、ケース１２１の孔部１２７及び１２８に夫々冷却用の流体を流す管路を接続する。そして、孔部１２５及び１２６の一方から冷却用の流体を流し、他方から吸引する。同様に、孔部１２７及び１２８の一方から冷却用の流体を流し、他方から吸引する。
【００７９】
これにより、液晶パネル１０１、防塵ガラス１０５，１０６及びケース１２１を冷却する。即ち、冷却用の流体が、孔部１２５，１２６を流れることにより、主にケース１２１が冷却され、開口部１０９，１０９′を介して隙間１１１を流れることにより、主にＴＦＴ基板１０及び防塵ガラス１０５が冷却される。同様に、冷却用の流体が、孔部１２７，１２８を流れることにより、主にケース１２１が冷却され、開口部１１０，１１０′を介して隙間１１２を流れることにより、主に対向基板２０及び防塵ガラス１０６が冷却される。
【００８０】
しかも、隙間１１１は、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５の全面に面しており、また、隙間１１２は、対向基板２０と防塵ガラス１０６の全面に面していることから、その冷却効果は極めて高い。
【００８１】
ここで、冷却用の流体として液体を用いることが考えられる。冷却用の液体としては、屈折率が、ＴＦＴ基板１０、対向基板２０及び防塵ガラス１０５，１０６と略同様なものを用いる。例えば、冷却用の液体としては、屈折率が１．４５〜１．５５くらいであるエチレングリコール（エチレングリコールジメチルエーテル）等を採用することができる。また、冷却用の液体としては、シリコンオイル等も考えられる。
【００８２】
冷却用の流体として気体を用いる場合でも、液体を用いる場合のいずれであっても、隙間１１１，１１２内を気体又は液体が流通するので、隙間１１１，１１２内にゴミが付着することはない。
【００８３】
また、防塵ガラス１０５，１０６の材料として、ガラス製の単結晶サファイア製のものを用いることが考えられる。単結晶サファイアはガラス、特に強度の高い石英ガラス（ビッカース硬度９００）に比べて極めて硬度が高い（ビッカース硬度２３００）。また、単結晶サファイアは熱伝導率が石英ガラス（１．２Ｗ／ｍ・Ｋ）に比べて著しく高い（４２．０Ｗ／ｍ・Ｋ）。これにより、ガラス製の防塵ガラスを採用した場合に比して、液晶パネル１０１に生じた熱の放熱効果を向上させることができる。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との間に冷却用の流体の流路となる隙間１１１を形成すると共に、対向基板２０と防塵ガラス１０６との間に冷却用の流体の流路となる隙間１１２を形成し、ケース１２１の孔部１２５〜１２８と隙間１１１，１１２とを流通させる開口１０９，１０９′，１１０，１１０′を設ける。これにより、ケース１２１の孔部１２５〜１２８を介して、ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５との隙間１１１及び対向基板２０と防塵ガラス１０６との隙間１１２に、冷却用の流体を流すことができる。これにより、液晶パネル積層体及びケースの冷却効果を向上させて高い冷却効果を得ることができる。従って、冷却用のファンの風量を低減することができ、消費電力を低減すると共に、冷却ファンによる騒音を低減することができる。
【００８５】
なお、第１の実施の形態においては、開口１０９，１０９′，１１０，１１０′及び孔部１２５〜１２８は、液晶パネルモジュールの一側面とこの側面に対向する側面に設けたが、一側面とこの側面に隣接する側面に設けてもよく、流体の入り口と出口とを構成することができれば、いずれの面に開口及び穴部を設けてもよいことは明らかである。
【００８６】
ところで、第１の実施の形態においては、隙間１１１，１１２に流体を導くための、シール材の開口及びケースの孔部は、１つの隙間に対して入り口と出口との２個ずつ形成した。しかし、流体として気体を用いる場合には、開口及び孔部を多数構成してもよく、逆に、隙間１１１，１１２を閉塞するシール材を一部のみに設けるようにしてもよい。この場合には、ケースに設ける孔部の数とシール材の開口の数及び設ける位置は必ずしも一致させる必要はない。
【００８７】
また、図１では隙間をＴＦＴ基板１０側と対向基板２０側の２カ所に設けた例を説明したが、いずれか一方にのみ設けるようにしてもよい。
【００８８】
また、ＴＦＴ基板１０側に形成した隙間１１１に流体を流すための孔部１２５，１２６と対向基板２０側に形成した隙間１１２に流体を流すための孔部１２７，１２８との一方を管路によって相互に接続して、１つの流路を形成するようにしてもよい。
【００８９】
図６はこの場合の管路の接続を示す概略断面図であり、図１に対応した図である。
【００９０】
図６の例では、孔部１２６は管路１３１に接続し、孔部１２８は管路１３２に接続している。そして、孔部１２５，１２７を管路１３３によって接続している。これにより、隙間１１１，１１２は管路１３３によって接続されて１つの流路を形成する。
【００９１】
この場合には、例えば、管路１３１を介して流体を流入させると、この流体は、孔部１２６、開口１０９′、隙間１１１側に流入し、更に、開口１０９、孔部１２５を介して管路１３３に流れ、更に、孔部１２７、開口１１０、隙間１１２を経て、開口１１０′、孔部１２８を介して管路１３２から外部に流出される。
【００９２】
このような構成によれば、流体を１流路で流せばよく、ポンプ等の流体の駆動部を簡単な構成にすることができる。
【００９３】
図７は冷却用の流体の流路を複数設ける場合の例を示している。図７は図５に対応した図である。
【００９４】
図７に示すように、シール材１０７には複数の位置に切り欠きを設けて、複数の開口１０９″を形成している。また、同様に、シール材１０８にも複数の位置に切り欠きを設けて、複数の開口１１０″を形成している。
【００９５】
なお、図６の変形例として、図６の液晶パネル積層体が収納されるケースに、複数の開口１１０″及び複数の開口１０９″の各開口に夫々対応した位置に孔部を形成し、複数の開口１１０″及び複数の開口１０９″の各開口と、ケースに形成した複数の孔部とを気密又は水密に接着した場合には、第１の実施の形態と同様に、これらの孔部に冷却用の流体の流すための管路を接続することで、第１の実施の形態と同様の冷却が可能である。
【００９６】
また、複数の開口１１０″及び複数の開口１０９″の各開口と、ケースに形成した複数の孔部とを気密又は水密に接着しない場合には、これらの孔部の一部を介して冷却用の気体を流入させ、他の一部を介して隙間に流入した気体を排出させるようにすればよい。すなわち、気体の入力のみを設け、出力は自然開放することができる。
【００９７】
また、本実施の形態においては、ケース１２１には、流体の入り口及び出口となる孔部１２５乃至１２８を形成したが、ケース１２１と液晶パネル積層体との間の隙間を利用するものとすると、ケース１２１には、流体の出入り口となる１個以上の孔部を設ければよい。例えば流体の入り口としての１個の孔部を設け、この孔部を介してケース１２１外部から流入した流体を、ケース１２１と液晶パネル積層体との間の隙間から隙間１１１，１１２内に流し、更に、ケース１２１と液晶パネル積層体との間の隙間を介して、ケースに設けた孔部から流出させる。
【００９８】
このようなケース１２１と液晶パネル積層体との間の隙間は、ケースとパネルを固定する接着剤を一部塗布しないことによって得られる。特に、流体として空気を用いる場合に有効である。
【００９９】
更に、ケースの隅部に連通口を設け、この連通口を介して流体を流入・流出させるようにしてもよい。なお、連通口を利用して液体を流す場合には、この連通口に管を接続すればよい。更に、ケース１２１と液晶パネル積層体との間の隙間を拡張するために、ケースに溝を形成するようにしてもよい。
【０１００】
更に、ケースに新たに孔部を形成することなく、ケースとパネルの隙間のみを利用して、流体のケース内への流入流出を可能にすることもできる。
【０１０１】
また、上記実施の形態においては、防塵ガラスを液晶パネルのＴＦＴ基板側及び対向基板側に取り付ける例について説明したが、防塵ガラスは液晶パネルへの光の入射側及び出射側の少なくとも一方のみに配置すればよい。この場合において、入力側及び出射側のいずれに防塵ガラスを取り付けてもよい。
【０１０２】
図８は本発明の第２の実施の形態を示す概略断面図である。図８において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図９は図８の液晶パネルモジュールを上面から見た平面図である。
【０１０３】
第１の実施の形態においては、液晶パネルと防塵ガラスとの間に隙間を設けて、この隙間に冷却用の流体を流すことで、冷却効果を向上させていた。これに対し、本実施の形態は、ケース自体に流体を流すための管路を形成したものである。
【０１０４】
図８において、液晶パネル１０１は、図２乃至図４と同様のものであり、ＴＦＴ基板１０及び対向基板２０が貼り合わされて構成されている。液晶パネル１０１は実装端子６２（図３参照）にＦＰＣ１０２が接続される。
【０１０５】
液晶パネル１０１のＴＦＴ基板１０及び対向基板２０には夫々防塵ガラス１０５，１０６が配置されている。ＴＦＴ基板１０と防塵ガラス１０５とは透明な接着剤によって面接着されている。また、対向基板２０と防塵ガラス１０６とは透明な接着剤によって面接着されている。液晶パネル１０１と防塵ガラス１０５，１０６による積層体がケース１４０内に収納されている。
【０１０６】
ケース１４０内部は、積層された防塵ガラス１０５、液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０６の形状に略一致した形状に構成されている。
【０１０７】
本実施の形態においては、ケース１４０は、対向基板２０及び防塵ガラス１０６の縁辺部の外側の領域が肉厚に形成されており、この肉厚部に沿って、流体の管路１４１，１４２が形成されている。管路１４１はケース１４０の後端側側面に設けた開口部１４３に接続され、管路１４２はケース１４０の前端側側面に設けた開口部１４４に接続される。管路１４１，１４２は、相互に接続されており、管路１４１，管路１４２の２つのルートで開口部１４３，１４４同士を連通させている。
【０１０８】
このよう構成された実施の形態においては、開口部１４３，１４４の一方から流入した流体は、管路１４１，１４２に分岐して各管路１４１，１４２内を流れ、再び合流して開口部１４３，１４４の他方から流出される。開口部１４３，１４４を介して冷却用の流体を流すことで、ケース１４０を冷却させ、更に、ケース１４０内に収納された液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０５，１０６を冷却させることができる。
【０１０９】
このように、本実施の形態においては、ケース内に冷却用の流体を流通させる管路を形成しており、ケース、ケース内の液晶パネル及び防塵ガラスを極めて効率よく冷却させることができる。
【０１１０】
なお、上記実施の形態においては、冷却用の流体を流すための管路を対向基板２０及び防塵ガラス１０６の縁辺部の外側の領域に形成したが、ＴＦＴ基板１０及び防塵ガラス１０５の縁辺部の外側の領域を肉厚に形成して、この肉厚部に沿って流体の管路を形成してもよく、更に、上下の２カ所に流体の管路を形成してもよい。また、管路同士を一体的に接続したが、別々の管路として流体を別個に流すようにしてもよい。
【０１１１】
図１０は本発明の第３の実施の形態を示す概略断面図である。図１０において図１及び図８と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１２】
本実施の形態は、液晶パネルと防塵ガラスとの間に隙間を設けてこの隙間に冷却用の流体を流すと共に、ケース自体にも流体を流すための管路を形成したものである。
【０１１３】
本実施の形態は第１及び第２の実施の形態を組み合わせたものであり、ケース１２１に代えてケース１５１を採用した点が第１の実施の形態と異なる。ケース１５１は、図１のケース１２１に管路１４１，１４２を形成したものである。即ち、ケース１５１は、図８のケース１４０と同様に、対向基板２０及び防塵ガラス１０６の縁辺部の外側の領域が肉厚に形成されており、この肉厚部に沿って、流体の管路１４１，１４２が形成されている。
【０１１４】
本実施の形態における液晶パネルモジュールの平面形状は図９と同様であり、ケース１５１の後端側側面には図９と同様の開口部１４３が形成され、前端側側面には図９と同様の開口部１４４が形成される。そして、管路１４１はケース１５１の後端側側面に設けた開口部１４３に接続され、管路１４２はケース１５１の前端側側面に設けた開口部１４４に接続される。管路１４１，１４２は、相互に接続されており、管路１４１，管路１４２の２つのルートで開口部１４３，１４４同士を連通させている。
【０１１５】
このよう構成された実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に隙間１１１，１１２内に冷却用の流体を流すと共に、第２の実施の形態と同様に管路１４１，１４２内に冷却用の流体を流す。これにより、ケース１５１、ケース１５１内に収納された液晶パネル１０１及び防塵ガラス１０５，１０６を、極めて効率よく冷却させることができる。
【０１１６】
なお、孔部１２５乃至１２８及び開口部１４３，１４４を適宜管路によって接続することで、隙間１１１，１１２及び管路１４１，１４２を１つ又は２つの流路とすることができる。例えば、図６の管路１３１を開口部１４３（図９参照）に接続することで、流体を開口部１４４から管路１４１，１４２及び開口部１４３を介して管路１３１に流すことができ、１つの流路によって各部を冷却することが可能である。
【０１１７】
このように、本実施の形態においては、液晶パネルと各防塵ガラスとの間の隙間及びケース内の管路に冷却用の流体を流通させており、ケース、ケース内の液晶パネル及び防塵ガラスを極めて効率よく冷却させることができる。
【０１１８】
なお、本実施の形態においても、冷却用の流体を流すための管路は、ケース内のいずれの部分に形成してもよいことは明らかである。
【０１１９】
また、本実施の形態においても、ケース１５１と液晶パネル積層体との間の隙間を利用することで、ケースに設ける孔部の数を１個まで減らすことができることは明らかである。更に、上述したように、ケース１５１と液晶パネル積層体との間の隙間を利用することで、孔部を省略することも可能である。
【０１２０】
また、本実施の形態の液晶パネル積層体を、図７と同様に多数の開孔を有するものに採用してもよいことも明らかである。
【０１２１】
以上述べた実施形態や変形例は、防塵ガラスを対向基板およびＴＦＴ基板に設けたが、どちらか一方に設けても良い。
【０１２２】
図１１は本発明の第４の実施の形態を示す概略構成図である。本実施の形態は第１乃至第３の実施の形態によって製造した液晶パネルモジュールを用いた投射型表示装置を示している。
【０１２３】
図１１において、光源２１０は、メタルハライド等のランプ２１１とランプ２１１の光を反射するリフレクタ２１２とによって構成される。光源２１０からの出射光路上に、青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー２１３及び反射ミラー２１７が配設される。ダイクロイックミラー２１３は、光源２１０からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。反射ミラー２１７は、ダイクロイックミラー２１３を透過した赤色光を反射する。
【０１２４】
ダイクロイックミラー２１３の反射光の光路上には、緑色光反射のダイクロイックミラー２１４及び反射ミラー２１５が配設され、ダイクロイックミラー２１４は、入射光のうち緑色光を反射し、青色光を透過させる。反射ミラー２１５はダイクロイックミラー２１４の透過光を反射する。反射ミラー２１５の反射光の光路上には反射ミラー２１６が配設されており、反射ミラー２１６は、反射ミラー２１５の反射光（青色光）を更に反射する。
【０１２５】
反射ミラー２１７，ダイクロイックミラー２１４及び反射ミラー２１６の出射光路上には、夫々液晶光変調装置である液晶パネルモジュール２２２，２２３，２２４が配設されている。液晶パネルモジュール２２２乃至２２４には、夫々赤色光、緑色光又は青色光が入射し、液晶パネルモジュール２２２乃至２２４は、夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ画像信号に応じて、入射光を光変調し、各Ｒ，Ｇ，Ｂの画像光をダイクロイックプリズム２２５に出射する。
【０１２６】
ダイクロイックプリズム２２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされて構成され、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青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。ダイクロイックプリズム２２５は、これらの誘電体多層膜によって、３つのＲ，Ｇ，Ｂ色光を合成して、カラー画像の画像光を出射する。
【０１２７】
ダイクロイックプリズム２２５の出射光路上には投射光学系を構成する投射レンズ２２６が配設されており、投射レンズ２２６は、合成された画像光をスクリーン２２７上に投射する。こうして、スクリーン２２７には、拡大された画像が表示される。
【０１２８】
このように構成された実施の形態においては、液晶パネルモジュール２２２，２２３，２２４の隙間１１１，１１２（図１参照）及び管路１４１，１４２（図８参照）等に、冷却用の流体を流す。これにより、液晶パネルモジュール２２２，２２３，２２４は、十分に冷却される。
【０１２９】
従って、冷却ファンを用いた強制的な冷却は不要であり、冷却ファンの稼働時の騒音が生じることはなく、また、消費電力を低減することも可能である。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、流体の流路を形成して冷却効果を向上させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示パネルモジュールを示す概略断面図。
【図２】表示パネルである液晶パネルの画素領域を構成する複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図。
【図３】液晶パネルを構成するＴＦＴ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板側から見た平面図。
【図４】ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合わせて液晶を封入する組立工程終了後の液晶装置を、図３のＨ−Ｈ’線の位置で切断して示す断面図。
【図５】液晶パネルと防塵ガラスとによって構成される表示パネル積層体である液晶パネル積層体を示す概略側面図。
【図６】管路の接続を示す概略断面図。
【図７】冷却用の流体の流路を複数設ける場合の例を示す概略断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す概略断面図。
【図９】図８の液晶パネルモジュールを上面から見た平面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す概略断面図。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す概略構成図。
【図１２】ＦＰＣが取り付けられた液晶パネル積層体をケースに収納して構成される液晶パネルモジュールを示す説明図。
【符号の説明】
１０…ＴＦＴ基板
２０…対向基板
５０…液晶
１０１…液晶パネル
１０５，１０６…防塵ガラス
１０７，１０８…シール材
１１１，１１２…隙間
１２１…ケース
１２５〜１２８…孔部

Claims (19)

1. 表示パネルと、
   前記表示パネルの入射面側及び出射面側の少なくとも一方に配置される透明部材と、
   前記表示パネルと前記透明部材との間の少なくとも一方に配置されて前記表示パネルと前記透明部材との間の少なくとも一方に隙間を形成するギャップ部材とを具備したことを特徴とする表示パネル積層体。
2. 前記表示パネルの入射面側及び出射面側と前記透明部材とを夫々接着する接着部材を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
3. 前記接着部材は、前記表示パネルの入射面側及び出射面側の縁辺部に一部を除いて形成されて、前記隙間を流体の流路とすることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
4. 前記接着部材が形成されない一部は、前記接着部材の所定の２カ所であることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
5. 前記接着部材が形成されない一部は、前記表示パネルの一側面とこの側面に対向する他の側面に設けられることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
6. 前記表示パネルと前記透明部材との間の隙間に面する前記表示パネルの表面に形成される反射防止膜を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
7. 前記透明部材は、ガラス材料によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル積層体。
8. 請求項１に記載の表示パネル積層体を収納するための収納部と、
   前記収納部に設けられ、請求項１に記載の表示パネル積層体に設けられた前記隙間と外部とを連通するための孔部とを具備したことを特徴とするケース。
9. 請求項３に記載の表示パネル積層体を収納するための収納部と、
   前記収納部に設けられ、請求項３に記載の表示パネル積層体の前記接着部材が形成されない一部を介して前記隙間と外部とを連通するための複数の孔部とを具備したことを特徴とするケース。
10. 請求項１に記載の表示パネル積層体と、
    請求項８に記載のケースとを具備したことを特徴とする表示パネルモジュール。
11. 請求項３に記載の表示パネル積層体と、
    請求項９に記載のケースとを具備したことを特徴とする表示パネルモジュール。
12. 表示パネルを収納するための収納部と、
    前記収納部の外表面に設けられた複数の開口部と、
    前記収納部の肉厚内に設けられて所定の流路を形成し両端が前記開口部に接続される１つ以上の管路とを具備したことを特徴とするケース。
13. 前記１つ以上の管路は、前記表示パネルの縁辺部に沿って設けられることを特徴とする請求項１２に記載のケース。
14. 請求項１に記載の表示パネル積層体を収納するための収納部と、
    前記収納部に設けられ、請求項１に記載の表示パネル積層体に設けられた前記隙間と外部とを連通するための孔部と、
    前記収納部の外表面に設けられた複数の開口部と、
    前記収納部の肉厚内に設けられて所定の流路を形成し両端が前記開口部に接続される１つ以上の管路とを具備したことを特徴とするケース。
15. 請求項３に記載の表示パネル積層体を収納するための収納部と、
    前記収納部に設けられ、請求項３に記載の表示パネル積層体の前記接着部材が形成されない一部を介して前記隙間と外部とを連通するための複数の孔部と、
    前記収納部の外表面に設けられた複数の開口部と、
    前記収納部の肉厚内に設けられて所定の流路を形成し両端が前記開口部に接続される１つ以上の管路とを具備したことを特徴とするケース。
16. 請求項１に記載の表示パネル積層体と、
    請求項１４に記載のケースとを具備したことを特徴とする表示パネルモジュール。
17. 請求項３に記載の表示パネル積層体と、
    請求項１５に記載のケースとを具備したことを特徴とする表示パネルモジュール。
18. 請求項１０、１１、１６又は１７のいずれか１つに記載の表示パネルモジュールに、
    屈折率が、前記表示パネル積層体を構成する透明部材の屈折率に相当する液体を流して冷却することを特徴とする表示パネルモジュールの冷却方法。
19. 請求項１０、１１、１６又は１７のいずれか１つに記載の表示パネルモジュールを画像形成手段として備えたことを特徴とする投射型表示装置。

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