JP2006072203A - 液晶表示装置、及び、液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光源から強い光が入射しても、液晶パネルを収容するケースの温度上昇を防いで表示品質の高い液晶表示装置を得る。
【解決手段】
液晶パネル１１を収納するケース１２の光入射側に、遮光板１３を液晶パネル１１及びケース１２と一定の間隙をもって配置する。遮光板１３は、液晶パネル１１の表示領域に対応する開口１４を有しており、また、液晶パネル１１に対向する面側に光吸収部１３ａを有する。ケース１２は、表面が反射機能を有する。光源からの光のうち遮光板１３の開口１４を通過した光のみが、液晶パネル１１に入射し、ケース１２には光源からの光は直接入射しない。液晶パネル１１やケース１２からの反射光は、光吸収部１３ａで吸収するので、液晶パネル１１やケース１２に再び入射して温度上昇を起こすことはない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶表示装置及び液晶プロジェクタに関し、更に詳しくは、投射型の液晶プロジェクタに使用して好適な液晶表示装置、及び、そのような液晶表示装置を備える液晶プロジェクタ関する。

投射型の液晶プロジェクタでは、液晶表示装置の駆動回路に画像信号を入力し、その画像信号によって液晶パネルの各画素を制御し、光源からの光が液晶パネルを透過してスクリーンに投影されることによって、スクリーン上で画像表示を行っている。

液晶表示装置では、一般に、液晶パネルが枠状のケースに収納されており、光源からの光が液晶パネルに入射する際には、このケースの表面にも同時に光が入射する。このため、液晶パネル及びケースの双方が光源からの光を吸収して発熱する。液晶パネルで発生した熱は、一般にケースを介して外部に放熱されため、ケース温度が高いと、液晶パネルの平衡温度も高くなり、ケース温度が低ければ、液晶パネルの平衡温度は低くなる。すなわち、ケース温度が液晶パネルの温度に密接に関係している。

特に最近の投射型の液晶プロジェクタは、明るい部屋でも表示が良く見えるように、高輝度化が求められている。そのため、液晶プロジェクタの光源が高出力となり、液晶パネル及びケースに入射する光強度も増大している。液晶パネル及びケースに入射する光強度が増大すると、ケース温度は上昇し、液晶パネルからの放熱量が低下するため、液晶パネルの温度も上昇する。液晶パネルに大きな温度上昇が発生すると、液晶パネルの表示面では、中央部と周辺部（特に四隅部分）との間で大きな温度差が生じる。この温度差は、液晶パネルに熱応力を発生して、ガラスの複屈折性に起因するリタデーションをもたらす。リターデーションは、暗表示の際に液晶パネルの光抜け（光漏れ）を発生し、コントラスト低下や表示ムラをもたらし、液晶パネルを透過させて投射した画像の表示品質を低下させる。

図８に、従来の一般的な液晶表示装置の構造を示す。液晶表示装置は、液晶パネル８１と枠状のケース８２とから構成される。液晶パネル８１は、詳細な構造を示してはいないが、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板８１ａと、ＴＦＴ基板８１ａに形成される画素に対向して対向電極が形成された対向基板８１ｂとが、互いに膜面を対向した状態で液晶層を挟んで貼り合わされており、さらにＴＦＴ基板８１ａ及び対向基板８１ｂの外側に防塵基板８１ｃがそれぞれ配設されている。液晶パネル８１は、中央の表示領域以外の周辺領域が枠状のケース８２内に収納されている。

光源からの光は、対向基板８１ｂからＴＦＴ基板８１ａの方向に入射している。入射光は、十分に均一となるように照射範囲が広くとられており、液晶パネル８１の表示領域からケース８２の外縁部までの全体を照射している。このため、ケース８２は、入射光を吸収して発熱し、前記の通り、液晶パネル８１からの熱を外部へ十分に放熱できず、表示品質を低下させる。

上記問題を解決するために、ケース温度や液晶パネル温度の上昇を抑える技術として、特許文献１〜３に記載の技術がある。

図９は、特許文献１に記載された液晶表示装置の構成を示すもので、同図（ａ）は展開斜視図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。液晶パネル９１は、固定枠板９２に固定され、光の入射面側に遮光枠９３がごく近接して配設されている。遮光枠９３は中央部が開口しており、この開口部を通過した光が液晶パネルの表示領域に照射される。遮光枠９３は、バネ性を有し、固定枠板９２からの突出部９４に係合して固定枠板９２に保持される。

図１０は、特許文献２に記載された液晶表示装置の構成を示すもので、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。液晶パネル１０１は、ケース１０２に収納されており、ケース１０２の光入射面にはフック１０３が密着するように取り付けられている。光源からの光はフック１０３に入射し、ケース１０２には入射しない。

図１１は、特許文献３に記載された液晶表示装置の構成を示すものである。液晶パネル１１１は、入射面側に偏光板１１４が貼り合わされ、この偏光板側で支持フレーム１１２に支持されている。液晶パネル１１１の光入射側には、透明基板１１３が支持フレーム１１２に取り付けられ、透明基板１１３と液晶パネル１１１との間には、接着性のないゲル状物質又は液状物質が充填された充填部１１５が配設される。透明基板１１３には、熱伝導率の高いサファイア基板が用いられている。

また、液晶パネルに形成される駆動回路の温度上昇を抑える技術として、特許文献４に記載された技術がある。図１２は、特許文献４に記載された液晶表示装置の構成の要部を示すものである。液晶パネル１２１は、アクティブマトリクス基板１２１ａと、対向基板１２１ｂとが図示しない液晶層を挟んで対向して配設される。ゴミ防止部材１２６は、外枠１２６ａ、１２６ｂ、及び、中枠１２６ｃで構成されている。液晶パネル１２１は、中枠１２６ｃに支持され、透明板１２２及び１２３が、外枠１２６ａ及び１２６ｂと中枠１２６ｃとの間に支持されている。透明板１２２及び１２３は、液晶パネル１２１にゴミや傷がつくのを防止する。ゴミ防止部材１２６には、光入射側開口部１２６ｄ及び光出射側開口部１２６ｅが形成されている。透明板１２２の内面側には、遮光部１２４が形成されており、遮光部１２４は、光入射側開口部１２６ｄを通過した光が液晶パネル１２１の駆動回路（図示しない）に入射して温度が上昇するのを防ぐ。
特開２００３−４３４４２号公報 特開２００３−２９２４３号公報 特開平１１−２４９１２０号公報 特開２０００−１９９７９号公報

しかしながら上述の各特許文献に記載された従来技術では次のような問題があった。特許文献１に記載された液晶表示装置では、液晶パネルの光入射面側に開口部を有する遮光枠９３を配設し、液晶パネル９１の表示領域外に光源からの光が直接入射しないようにし、この遮光枠９３を、液晶パネル９１を取り付ける固定枠板９２に係合させている。遮光枠９３には、光源からの光が入射しており、強い光が入射すると、遮光枠９３は大きく発熱し、この熱は係合している固定枠板９２にも伝達され、固定枠板９２を介して液晶パネル９１に伝達される。したがって、遮光枠９３によって液晶パネル９１の周辺領域の温度上昇を直接的には抑えているものの、遮光枠９３の発熱によって、固定枠板９２を介して接触する液晶パネル９１に熱が伝達し、液晶パネル９１で温度上昇が発生する。このため、液晶プロジェクタの表示品質を低下させてしまう。

特許文献２に記載された液晶表示装置では、液晶パネル１０１を収納しているケース１０２の光入射面側にフック１０３がケース１０２に密着するように取り付けられている。フック１０３は、液晶パネル１０１の表示領域外側の入射光がケース１０２に直接入射することを防止している。しかし、フック１０３に照射される光は、ある程度の反射はあるものの、フック１０３を発熱させる。フック１０３は、ケース１０２に接続されているため、フック１０３の熱は、ケース１０２に伝達され、ケース温度を上昇させる。その結果、ケース１０２は、液晶パネル１０１で発生する熱を十分に放熱することができず、液晶プロジェクタの表示品質を低下させてしまう。

特許文献３に記載された液晶表示装置では、透明基板１１３に熱伝導率の高いサファイア基板を用いて放熱性向上を図っている。しかし、支持フレーム１１２には、直接に光源からの光が入射しており、支持フレーム１１２の温度上昇は抑えることができない。支持フレーム１１１の温度上昇は、液晶パネルの温度上昇を引き起こし、のこのため、液晶プロジェクタの表示品質を低下させてしまう。また、サファイア基板１１３は価格が高く、コストの増大を招くという問題もある。さらに、サファイア基板１１３は、光学的な軸を有するため、この光学軸と偏光板１１４の消光軸とをよく調整しないと、暗表示時に光漏れが発生して著しくコントラストの低下を招いてしまう。この調整には多大な工数が必要となり、結果として更にコストを増大させてしまう。

特許文献４に記載された液晶プロジェクタでは、透明板１２２の内面側に遮光部１２４を設けて、液晶パネル１２１の駆動回路に光源からの光が直接に入射しないようにしてある。しかし、ゴミ防止部材１２６及び透明板１２２には、直接に光源からの光が入射するので、ゴミ防止部材１２６及び透明板１２２自体は大きく発熱する。透明板１２２が発熱すると、中心部と周辺部に発生する温度差によって応力分布が生じ、この熱応力によって透明板１２２の複屈折性に起因するリタデーションが発生する。また、中心部と周辺部の温度差のために、このリタデーションにも分布が生じ、暗表示の際に光漏れが発せすると共に、漏れる光の量にも分布が生じてしまう。この結果、コントラスト低下、表示ムラといった表示品質の低下を招いてしまう。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑みて、液晶プロジェクタ内で好適に使用できる液晶表示装置であって、例えば３０００ルーメン（ｌｕｍｅｎ）以上の高輝度表示を行うような強い光が入射する場合についても、液晶パネルの温度上昇を低く抑えて、液晶プロジェクタの表示品質を良好に保つことが出来る液晶表示装置、及び、そのような液晶表示装置を備える液晶プロジェクタを提供することにある。

本発明に係る液晶表示装置は、上記目的を達成するために、表示領域及び該表示領域を囲む周辺領域を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの前記表示領域を露出させ前記周辺領域を収容する枠状のケースと、
前記液晶パネル及び前記ケースの光入射側に配設され、前記液晶パネルの表示領域に対応して開口部を有する遮光板とを備え、
前記遮光板は、前記液晶パネル及び前記ケースと離隔して配設されていることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置によると、液晶パネル及び枠状のケースの光入射側に配設される遮光板が、液晶パネル及び枠状のケースと離隔して配設されているので、遮光板に入射する光によって遮光板が発熱しても、遮光板から液晶パネル及び枠状のケースに伝達される熱量が減少し、液晶パネルの温度上昇が抑えられる。従って、この液晶表示装置を有する液晶プロジェクタにおける表示品質が向上する。

本発明の液晶表示装置における好ましい態様では、前記遮光板は、光入射側の面の光反射率よりも、前記液晶パネル及び前記ケースに対向する面の光反射率が低い。この場合、光源から入射する光は、光入射側の面の大きな反射率によって、より多くの光量が遮光板から反射するため、遮光板の温度上昇が抑えられる。また、角度のついた光が、ケース等に入射して、これから反射した際に、より多くの光量が遮光板で吸収されるため、遮光板で再び反射して液晶パネル及びケースに戻る光量が低く抑えられる。その結果、液晶パネル及びケースの温度上昇が抑えられる。

前記遮光板は、前記液晶パネル及び前記ケースに対向する面が８０％以上の光吸収率、より好ましくは９０％以上の光吸収率を有する光吸収機能を持つことが好ましく、また、前記遮光板の光入射側の面が８０％以上の光反射率、より好ましくは、９０％以上の反射率を有する光反射機能を持つことが好ましい。光入射側の面における８０％以上の光反射率は、例えば遮光板をＡｌで形成することによって得られ、また、液晶パネル及びケースに対向する面における８０％以上の光吸収率は、光吸収性が高い光吸収板を遮光板表面に貼付すること、光吸収性塗料を遮光板表面に塗布すること、或いは、遮光板の材料自体を酸化することなどによって得られる。遮光膜が、このような光反射率及び光吸収率を持つことで、光源からの入射光による遮光板自体の温度上昇を抑えつつ、液晶パネル及びケースからの反射光を効率的に吸収し、液晶パネル及びケースの温度上昇を効果的に抑えることが出来る。

また、遮光板と、液晶パネル及びケースとの間に冷風を送る冷却手段を有すること、或いは、遮光板と、液晶パネル及びケースとの間に冷却液を収容する冷却ユニットを配設することも本発明の好ましい態様である。この場合、液晶パネルの温度上昇を更に抑えることができ、液晶プロジェクタに使用した際の表示品質が更に向上する。

また、ケースが少なくとも光入射面側の面に光反射機能を有することも本発明の好ましい態様である。ケースに光反射機能を持たせることで、ケースの温度上昇が抑えられ、従って、液晶パネルの温度上昇が抑えられる。光反射機能は、例えば、ケース自体の材質の選定によって、或いは、反射フィルム等をケースに貼付することによって得られる。

また、ケースと遮光板とを部分的に結合する支持体を更に備え、該支持体がケース及び遮光板よりも低い熱伝導率を有する材料によって形成されることも好ましい態様である。この場合、遮蔽板を液晶表示装置内で支持するための構造が簡素化される。支持体の熱伝導率を低く抑えることにより、更に液晶パネルの温度上昇を抑え、表示品質が向上する。

本発明の液晶プロジェクタは、上記本発明の液晶表示装置を少なくとも１つ備えることを特徴とする。上記本発明の液晶表示装置を備えることにより、スクリーン上で良好な画像表示が可能となる。

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。
第１の実施形態
図１は本実施形態に係る液晶表示装置の主要部分の構成を示す図であり、図１（ａ）は液晶表示装置の斜視図、図１（ｂ）は液晶表示装置の側断面図である。

液晶パネル１１は、その詳細な構造を図示してはいないが、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板１１ａと、ＴＦＴ基板１１ａに形成される画素に対向して対向電極が形成された対向基板１１ｂとが、互いに膜面を対向した状態で液晶層（図示せず）を挟んで貼り合わされ、さらにＴＦＴ基板１１ａ及び対向基板１１ｂの外側に防塵基板１１ｃがそれぞれ配設されて構成されている。また、液晶パネル１１は、中央の表示領域を除いて、周辺領域が枠状のケース１２に収納されている。ケース１２に収納された液晶パネル１１の光の入射側には、遮光板１３が、液晶パネル１１及びケース１２とは接触することなく、これらと一定の間隙をもって配設されている。遮光板１３は、液晶パネルの表示領域に対応して開口１４を有し、開口１４以外の部分で光源からの光を遮蔽している。遮光板１３には、光が入射する面と反対側の面であって液晶パネル１１及びケース１２と対向する側の面に光吸収部１３ａが設けられている。

本実施形態においては、ケース１２に一例としてＡｌ材を用い、ケース表面に入射する光が反射されるような構成とした。Ａｌ材は９２％と高い反射率を有しており、反射材として好適である。なお、他に例えばＡｇ材を用いることができる。Ａｇ材の反射率は９８％であり、より高い反射効果を期待することができ有用である。なお、Ａｇ材を使用する場合には、ケース１２本体を他の金属材（Ｍｇ合金や銅など）や樹脂材で構成し、表面にＡｇ膜を蒸着するなどして形成するとよい。Ａｌ材の場合にも、同様に、ケースに他の材料を使用して表面のみにＡｌ膜を形成してもよい。

遮光板１３には、一例としてＡｌ材を用い、光入射面と逆側の面の光吸収部１３ａを、アルミ陽極酸化処理によって形成する。なお、他にも黒色塗料を塗布するなどして光吸収部１３ａを形成してもよい。このような光吸収部１３ａの吸収率は例えば９０％以上である。

上記のように構成された液晶表示装置において、光源からの光は、遮光板１３から液晶パネル１１の方向に入射する。遮光板１３は、液晶パネル１１の表示部エリアに対応する大きさの開口１４を有しており、この開口１４を通過した光のみが液晶パネル１１に入射し、ケース１２には、光源からの光は基本的には直接入射しない。

ところで、光源からの光は、平行光となって液晶パネルに入射している。しかし、光束にもある程度の分布があるため、角度をもった光も多少は入射する。このため、本実施形態のように液晶パネル１１の光の入射側に遮光板１３を配置した場合でも、角度のついた光の一部が、僅かではあるがケース１２に入射する。このような角度のついた光が入射した場合には、ケース１２の表面で光が反射し、その反射光は光吸収部１３ａによって吸収される。この構成により、ケース１２からの反射光が遮光板１３に入射した際に、再反射して液晶パネル１１及びケース１２に入射するのを防ぐことができる。

一方、液晶パネル１１の表面や内部に形成される電極などの金属層による反射光、すなわち液晶パネル１１から遮光板１３へ向かう光も一部存在する。このような光も、遮光板１３の光吸収部１３ａで吸収し、再反射して液晶パネル１１に入射するのを防ぐことができる。例えば、開口率６０％の液晶パネルの場合には、戻り光（反射光）は４０％程度と予測されるが、この光が全て遮光板１３に入射したとして、光吸収部１３ａで９０％吸収されたとき、再度反射して液晶パネルに戻る光は３〜４％である。この程度の光であれば、画質低下といった問題は実質的に発生しない。

前述したように、液晶パネル１１は光を吸収して発熱し、この熱はケース１２を介して外部に放熱される。このため、ケース１２の温度は、液晶ネル１１で発生する熱の放熱性に影響し、ケース１２の温度が高いほど放熱性は低くなり、液晶パネル１１の温度が上昇する。このとき、従来の液晶パネルのように、ケースに光源からの光が入射した状態であると、ケース自体も光を吸収して発熱するため、ケースの温度が大きく上昇する。ケースに温度上昇があると、前記の通り、液晶パネルで発生した熱を十分に放出することができない。

本実施形態では、ケース１２に光源からの光が直接的に入射しないように、遮光板１３を液晶パネル１１の光の入射側に配置したので、ケース１２の入射光による温度上昇は殆ど発生しない。また、遮光板１３の光入射面と逆側の面に光吸収部１３ａを設け、角度のついた光が一部ケース１２に入射した場合でも、ケース１２の表面で反射し且つその反射光を光吸収部１３ａで吸収して、再度ケース１２に入射しないように構成したので、さらにケース１２の温度上昇を防ぐことができる。

さらに、液晶パネル１１の表面又は内部に形成された金属層などによる反射光に対しても、同様に光吸収部１３ａで吸収されるため、液晶パネル１１に戻る光を防ぎ、液晶パネル１１の温度上昇を防ぐことができる。また、遮光板１３と液晶パネル１１及びケース１２とは、一定の間隙をもって配置されており、遮光板１３で発熱があったとしても、この熱がケース１２に伝わってケース１２の温度上昇を招くこともない。このため、ケース１２を介して液晶パネル１１からの熱を効率よく外部に放出し、液晶パネル１１の温度を低く保つことができる。

さらに、本実施形態では、遮光板１３と液晶パネル１１及びケース１２とを、一定の間隙をもって配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。なお、本実施形態では、この間隙は空気層で構成されるが、例えば冷却液内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風し、或いは、冷却液を循環するなどして間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

上述したように、本実施形態では、遮光板１３によって光源からの光がケース１２に入射しないようにするとともに、遮光板１３を、液晶パネル１１及びケース１２に接触しないように一定の間隙をもって配置し、遮光板１３の熱がケース１２に直接に伝わらないようにした。さらに遮光板１３の光入射面と逆側の面に光吸収部１３ａを設け、液晶パネル１１又はケース１２からの反射光を吸収するようにした。このため、ケース１２の温度上昇を招くことがなく、また液晶パネル１１からの熱を外部へ効率よく放熱することができ、液晶パネル１１の温度を低く保って表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。

第２の実施形態
図２は本実施形態に係る液晶表示装置の主要部分の構成を示す図であり、図２（ａ）は液晶表示装置の斜視図、図２（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。本実施形態は、光吸収部１３ａに代えて光吸収板２４を配設した点が、第１の実施形態と異なっている。本実施形態説明ではこの異なっている部分を中心に説明する。

図２に示すように、液晶パネル２１は、詳細な構造を図示してはいないが、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板２１ａと、ＴＦＴ基板２１ａに形成される画素に対向して対向電極が形成された対向基板２１ｂとが、互いに膜面を対向した状態で液晶層を挟んで貼り合わされ、さらにＴＦＴ基板２１ａ及び対向基板２１ｂの外側に防塵基板２１ｃがそれぞれ配置されて構成されている。また、このように構成された液晶パネル２１はケース２２に収納されている。さらに、ケース２２に収納された液晶パネル２１の光の入射側には、遮光板２３及び光吸収板２４が、液晶パネル２１及びケース２２とは接触することなく、一定の間隙をもって配置されている。

遮光板２３と光吸収板２４は、液晶パネル２１の表示領域に相当する大きさの開口２５を有しており、接着剤で貼り合せて一体的に配置されている。またケース２２は、一例としてＡｌ材を用い、表面に入射した光が９０％以上の反射率で反射されるようにしてある。なお、Ａｌ材に限らず、Ｍｇ合金、Ｃｕ、樹脂材などを遮光板２３の材料として用い、表面に反射膜を形成して光吸収機能を持たせてもよい。反射膜は第１の実施形態と同様に、反射率の高いＡｌやＡｇなどを用いることができる。

光源からの光は、遮光板２３及び光吸収板２４に遮られ、ケース２２に直接入射しないようになっており、ケース２２の温度上昇を防いでいる。また、光源からの光のうち、角度のついた光がケース２２に入射した場合でも、ケース２２の表面で反射し、この反射光は光吸収板２４で吸収するため、再度液晶パネルやケースに戻る光量が低く抑えられる。また、液晶パネル２１の表面や内部に形成される電極などの金属層による反射光についても、光吸収板２４で吸収するため、液晶パネル２１に光が戻って液晶パネル２１が温度上昇することを防ぐことができる。さらに、遮光板２３及び光吸収板２４で発熱があった場合でも、ケース２２と一定の間隙をもって配置して熱が伝わらないようにしたので、液晶パネル２１の熱がケース２２を介して効率よく外部へ放出され、液晶パネル２１の温度上昇を抑えることができる。

また、遮光板２３及び光吸収板２４と、液晶パネル２１及びケース２２とを一定の間隙を保って配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。なお、本実施形態では、この間隙は空気層で構成されるが、例えば冷却液を内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風し、或いは、冷却液を循環するなどして間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

本実施形態における光吸収板２４には、一例としてＡｌ材を用い、表面を陽極酸化することにより、吸収機能を持たせている。他に、黒色塗料を塗布するなどして吸収機能を持たせるように構成してもよい。また、材質も、Ａｌ材のほかに銅やＭｇ合金などでもよく、あるいは樹脂材などを用いてもよい。

上述したように、本実施形態では、遮光板２３及び光吸収板２４を、液晶パネル２１及びケース２２と接触しないように一定の間隙をもって配置し、液晶プロジェクタからの入射光がケース２２に入射しないようにするとともに、遮光板２３及び光吸収板２４の熱がケース２２に伝わらないようにした。さらに光吸収板２４を設けて、液晶パネル２１又はケース２２からの反射光を光吸収板２４が吸収するようにした。このため、ケース２２の温度上昇を招くことがなく、また、液晶パネル２１からの熱を外部へ効率よく放熱することができ、液晶パネル２１の温度上昇を抑え、表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。

第３の実施形態
図３は、本実施形態に係る液晶表示装置の主要部分の構成を示す図であり、図３（ａ）は液晶表示装置の斜視図、図３（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ矢視図図である。本実施形態は、第２の実施形態と同様な構成を有し、特に、ケース３２の光入射側の面に反射フィルム３５を設けて反射機能を持たせるように構成した点が、第２の実施形態とは異なっている。

図３に示すように、液晶パネル３１は、詳細な構造を図示してはいないが、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板３１ａと、ＴＦＴ基板３１ａに形成される画素に対向して対向電極が形成された対向基板３１ｂとが、互いに膜面を対向した状態で液晶層を挟んで貼り合わされ、さらにＴＦＴ基板３１ａ及び対向基板３１ｂの外側に防塵基板３１ｃがそれぞれ配置されて構成されている。また、液晶パネル３１はケース３２に収納されている。ケース３２の光入射側の面には、反射フィルム３５が貼り合わされている。ケース３２に収納された液晶パネル３１の光の入射側には、光の入射側から順に反射板３３と光吸収板３４が、液晶パネル３１及びケース３２と接触することなく、一定の間隙をもって配置されている。反射板３３と光吸収板３４は、一体的に配置されており、接着剤などを用いて貼り合せられている。

第２の実施形態と同様に、光源からの光は、遮光板３３及び光吸収板３４によってケース３２に直接入射しないようになっており、ケース３２の温度上昇を防いでいる。また、光源からの光のうち、角度のついた光がケース３２に入射した場合でも、ケース３２の表面に形成された反射フィルム３５で反射し、この反射光を光吸収板３４で吸収することで、温度上昇を防ぐことができる。また、液晶パネル３１の表面や内部に形成される電極などの金属層による反射光についても、光吸収板３４で吸収するため、液晶パネル３１に光が戻って液晶パネル３１が温度上昇する事態が防止できる。さらに、遮光板３３及び光吸収板３４で発熱があった場合でも、一定の間隙をもって配置して熱がケース３２に直接に伝わらないようにしたので、液晶パネル３１の熱をケース３２を介して効率よく外部に放出し、液晶パネル３１の温度を低く保つことができる。

さらに、遮光板３３及び光吸収板３４と、液晶パネル３１及びケース３２とを一定の間隙をもって配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。なお、本実施形態ではこの間隙は空気層で構成されているが、例えば冷却液を内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風し、或いは、冷却液を循環するなどして間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

本実施形態における光吸収板３４には、一例としてＡｌ材を用い、表面を陽極酸化することにより吸収機能を持たせている。他に、黒色塗料を塗布するなどして吸収機能を持たせてもよい。また、材質もＡｌ材のほかに銅、Ｍｇ合金、或いは、樹脂材などを用いてもよい。

上述したように、本実施形態では、遮光板３３によって、光源からの入射光がケース３２に入射しないようにするとともに、遮光板３３及び光吸収板３４を、液晶パネル３１及びケース３２に接触しないように一定の間隙をもって配置して遮光板３３及び光吸収板３４の熱がケース３２に伝わらないようにした。さらに光吸収板３４を設けて、液晶パネル３１又はケース３２の表面に形成された反射フィルム３５からの反射光を吸収するようにした。このため、ケース３２の温度上昇をまねくことがなく、また液晶パネル３１からの熱を外部へ効率よく放熱することができ、液晶パネル３１の温度を低く保って表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。

第４の実施形態
図４は第４の実施形態に係る液晶表示装置の主要部分構成を示す図であり、図４（ａ）は液晶表示装置の斜視図、図３（ｂ）は同図（ａ）のＥ−Ｅ矢視図である。本実施形態は、第１の実施形態と同等機能を有する構成であり、特にケース４２の光入射側の面に反射フィルム４５を設けて反射機能を有するように構成したところが異なっている。

図４に示すように、液晶パネル４１は、詳細な構造は図示していないが、液晶を駆動するためのＴＦＴ素子、駆動回路、画素電極等が形成されたＴＦＴ基板４１ａと、ＴＦＴ基板４１ａに形成される画素に対向して対向電極が形成された対向基板４１ｂとが、互いに膜面を対向した状態で液晶層を挟んで貼り合わされ、さらにＴＦＴ基板４１ａ及び対向基板４１ｂの外側に防塵基板４１ｃがそれぞれ配置されて構成されている。また、このように構成された液晶パネル４１はケース４２に収納されている。ケース４２の光入射側の面には、反射フィルム４５が貼り合わされている。さらに、ケース４２に収納された液晶パネル４１の光の入射側には、遮光板４３が液晶パネル４１及びケース４２とは接触することなく、一定の間隙をもって配置されている。また、遮光板４３の液晶パネル側の面は光吸収部４３ａとなっている。光吸収部４３ａは、遮光板４３の当該面を黒化処理するなどして形成される。

第１の実施形態と同様に、光源からの光は、遮光板４３によってケース４２に直接入射しないようになっており、ケース４２の温度上昇を防いでいる。また、光源からの光のうち、角度のついた光がケース４２に入射した場合でも、ケース４２の表面に形成された反射フィルム４５で反射し、さらにこの反射光は光吸収部４３ａで吸収する構成となっている。そのためさらに温度上昇を防ぐことができる。また、液晶パネル４１の表面や内部に形成される電極などの金属層による反射光についても、光吸収部４３ａで吸収するため、液晶パネル４１に光が戻って液晶パネル４１が余分に温度上昇することを防ぐことができる。さらに、遮光板４３及び光吸収板４４を、ケース４２及び液晶パネル４１から一定の間隙をもって配置して熱がケース４２に伝わらないようにしたので、液晶パネル４１の熱を、ケース４２を介して効率よく外部へ放出し、液晶パネル４１の温度を低く保つことができる。

遮光板４３と液晶パネル４１及びケース４２を一定の間隙をもって配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。なお、本実施形態ではこの間隙は空気層で構成されるが、例えば冷却液を内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風したり、冷却液を循環するなどして間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

本実施形態における遮光板４３としては、一例としてＡｌを用い、光吸収部４３ａは表面を陽極酸化することにより吸収機能を有するようにした。他にも黒色塗料を塗布するなどして吸収機能を有するように構成してもよい。また、材質もＡｌのほかに銅、Ｍｇ合金など、あるいは樹脂材などを用いてもよい。

上述したように、本実施形態では、遮光板４３によって光源からの入射光がケース４２に入射しないようにするとともに、遮光板４３及び光吸収部４３ａが、液晶パネル４１及びケース４２に接触しないように一定の間隙をもって配置し、遮光板４３の熱がケース４２に伝わらないようにした。さらに、光吸収部４３ａによって、液晶パネル４１又はケース４２の表面に形成された反射フィルム４５からの反射光を吸収するようにした。このため、ケース４２の温度上昇をまねくことがなく、また液晶パネル４１からの熱を外部へ効率よく放熱することができ、液晶パネル４１の温度を低く保って、表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。

第５の実施形態
図５は、本発明の第５の実施形態に係る、液晶表示装置を用いた液晶プロジェクタの光学系の構成を示す図である。図６は、図５に示した液晶表示装置の構成を示している。

図５を参照すると、本実施形態の液晶プロジェクタは、光源５１及び偏光変換インテグレータ５３を含む光出射系と、光出射系からの白色光をダイクロイックミラー５４，５５やミラー５６，５７，５８等により赤、緑、青色の３つの光束に分離する色分離光学系と、赤用、緑用、青用の３枚の液晶表示装置５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂと、それら３枚の液晶表示装置５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂによって表示された画像を合成するためのダイクロイックプリズム５９ａ等からなる色合成光学系と、合成された表示画像をスクリーン上に拡大投射するための投射レンズ５９ｂとから構成される。

本実施形態の液晶プロジェクタでは、光源５１から出射した光をリフレクタ５２で集光した後、偏光変換インテグレータ５３で偏光方向を揃える。偏光方向が揃えられた光束を２枚のダイクロイックミラー５４、５５で順次に分離し、ＲＧＢ３原色の光束に分離する。３原色の光束のうち、赤色の光束は、ミラー５６で反射した後、赤用液晶表示装置５０Ｒを照射する。また、緑色の光束は緑用液晶表示装置５０Ｇを照射し、青色の光束はミラー５７、５８で順次反射した後、青用液晶表示装置５０Ｂを照射する。赤、緑、青用の液晶表示装置５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂには、ＴＦＴを画素ごとに配列して液晶を駆動させるアクティブマトリクス型のものが用いられている。赤、緑、青用の液晶表示装置５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂにそれぞれ表示された画像は、クロスダイクロイックプリズム５９ａによって合成された後、投射レンズ５９ｂによりスクリーン（図示しない）に拡大投影される。

図６を参照すると、本実施形態における液晶表示装置では、第１の実施形態と同様に、光源からの光は、遮光板１３から液晶パネル１１の方向に入射する。遮光板１３は、液晶パネル１１の表示領域に相当する大きさの開口１４を有しており、この開口１４を通過した光のみが液晶パネル１１に入射し、ケース１２には光源からの光は直接に入射しない。また、光源からの光のうち、僅かではあるが、平行光ではなく角度のついた光が入射すると、ケース１２に直接に光が入射することになる。しかし、ケース１２には、反射率が高い材質のものを用いており、ケース１２の表面で光は反射する。ケース１２の表面で反射した光は、遮光板１３に向かって戻り、遮光板１３の液晶パネル１１と対向する側に設けられた光吸収部１３ａによって吸収される。これによって、光が再反射して液晶パネル１１及びケース１２に入射するのを防止する。

遮光板１３は、４本の円柱状の支持体１１０によってケース１２に取り付けられている。支持体１１０は、例えば接着剤によってケース１２及び遮光板１３に取り付けられる。また、この支持体１１０は、十分に熱伝導率の低い材質で構成され、例えばテフロン（登録商標）などの樹脂材料で構成される。テフロン（登録商標）の熱伝導率はケース１２に好適に用いられる金属（例えばＡｌなど）に比較して約１／１０であり、かつケース１２の四隅の一部分に取り付けられるため、遮光板１３からのケース１２へ熱が伝わることは殆どない。

本実施形態においては、光源からの光がケース１２に対して直接入射しないように、遮光板１３を液晶パネル１１の光の入射側に配置するとともに、ケース１２には反射率が高い材料を用いる。このため、角度のついた光の一部がケース１２に入射した場合には、その光を反射し、遮光板１３の液晶パネル１１側の面に配置した光吸収部１３ａでその反射光を吸収する。このため、ケース１２の入射光による温度上昇を防止することができる。また、遮光板１３は、熱伝導率が十分に低い支持体１１０でケース１２に部分的に取り付けられるため、遮光板１３からケース１２への熱伝導を効果的に防止する。従って、遮光板１３で発熱があったとしても、この熱がケース１２に伝わってケース１２の温度上昇をまねくこともない。このため、ケース１２を介して液晶パネル１１からの熱を効率よく外部へ放出し、液晶パネル１１の温度を低く保つことができる。

さらに、本実施形態では、遮光板１３及び光吸収部１３ａと、液晶パネル１１及びケース１２とを一定の間隙を保って配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。また、冷却風の送風に限らず、例えば冷却液を内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風し、或いは、冷却液を循環するなどして、間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

本実施形態の液晶表示装置における支持体１１０は、特にケース１２の四隅に通常形成されるプリズム取り付け用穴（図示せず）に嵌合するようにし、遮光板１３の取り付けを容易にした。これにより、遮光板１３とケース１２との位置合わせを容易に行うことができ、組立工数を減らすことができる。なお、取り付け方法はこれに限らず、接着剤で接合してもよい。

なお、本実施形態の液晶プロジェクタでは、第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれの液晶表示装置を用いても、同様の効果を得ることができる。

本実施形態の液晶プロジェクタの構成によれば、ケース１２の光源からの光による温度上昇を防ぎ、液晶パネル１１からの熱を外部へ効率よく放出して温度を低く保つことができるため、表示品質の高い液晶プロジェクタを得ることができる。

第６の実施形態
図７は本発明の第６の実施形態に係る液晶プロジェクタで使用される液晶表示装置の構成を示す図である。液晶プロジェクタの光学系は、図５に示したものと同様な構成を有する。本実施形態の液晶表示装置は、支持体１１１の構成以外は、第５の実施形態における液晶表示装置と同様の構成を有する。

本実施形態における支持体１１１は、薄板状の支持体であり、ケース１２に係合用の溝（図示せず）を形成してそこに係合して取り付けられている。支持体１１１は、十分に熱伝導率の低い材質で構成され、例えばテフロン（登録商標）などの樹脂材料で構成される。テフロン（登録商標）の熱伝導率は、ケース１２に好適に用いられる金属（例えばＡｌなど）に比較して約１／１０であり、かつケース１２の一部分に取り付けられるため、遮光板１３からの熱がケース１２へ伝わることは殆どない。

本実施形態においても、第５の実施形態と同様に、ケース１２に光源からの光が直接入射しないように、遮光板１３を液晶パネル１１の光の入射側に配置している。また、ケース１２に反射率が高い材料を用いて、角度のついた光の一部がケース１２に入射した場合には光を反射し、その反射光を吸収するように遮光板１３の光吸収部１３ａを液晶パネル１１側の面に配置した。このため、ケース１２の入射光による温度上昇を防止することができる。また、遮光板１３は、ケース１２に、熱伝導率が十分に低い支持体１１１で部分的に取り付けられ、遮光板１３からケース１２への熱伝導を十分に防止しており、遮光板１３で発熱があったとしても、この熱がケース１２に伝わってケース１２の温度上昇を招くこともない。このため、液晶パネル１１からの熱を、ケース１２を介して効率よく外部へ放出し、液晶パネル１１の温度を低く保つことができる。

さらに、本実施形態では、遮光板１３及び光吸収部１３ａと、液晶パネル１１及びケース１２とを一定の間隙を保って配置しているため、この間隙に冷却風を送風することにより、高い放熱効果を得ることができる。また、冷却風の送風に限らず、例えば冷却液を内部に収容した冷却ユニットを介在させてもよい。この場合、冷却ユニットに送風し、或いは、冷却液を循環するなどして間隙を冷却することにより、より高い放熱効果を得ることができる。

本実施形態における支持体１１１は、特にケース１２に係合用の溝を形成し、この溝に係合させて遮光板１３の取り付けを容易にした。これにより、遮光板１３とケース１２の位置合わせを容易に行うことができ、組立工数を減らすことができる。なお、取り付け方法はこれに限らず、接着剤で接合してもよい。

本実施形態の構成によれば、ケース１２の光源からの光による温度上昇を防ぎ、液晶パネル１１からの熱を外部へ効率よく放出して温度を低く保つことができるため、表示品質の高い液晶表示装置を得ることができる。

上記各実施形態で示した液晶表示装置では、液晶パネル及びケースの光の入射側に、遮光板及び吸収部（又は光吸収板）を配置し、液晶パネルの表示領域に対応する開口を設けて、液晶プロジェクタの光源からの光が直接ケースに入射しないように構成したので、ケースの温度上昇を防ぐことができ、液晶パネルからの熱を効率よく外部へ放出できる。また、ケース及び液晶パネルと、遮光板及び吸収部（又は光吸収板）とは一定の間隙をもって配置されているため、遮光板又は光吸収板において発熱があってもケースに伝わることがなく、ケースの温度を低く保つことができる。さらに、この間隙に冷却風を送風すれば、ケース及び液晶パネルを冷却してより高い放熱効果を得ることができる。このような構成によって、液晶パネルの温度上昇を防ぐことができるため、良好な表示品質を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を示す模式的平面図である。 第５の実施形態の液晶プロジェクタにおける液晶表示装置の構成を示す図である。 第６の実施形態の液晶プロジェクタにおける液晶表示装置の構成を示す図である。 従来の液晶表示装置の構成を示す図である。 特許文献１に記載された液晶表示装置の構成を示す図である。 特許文献２に記載された液晶表示装置の構成を示す図である。 特許文献３に記載された液晶表示装置の構成を示す図である。 特許文献４に記載の液晶表示装置の構成を示す図である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、８１、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ、９１、１０１、１１１、１２１、液晶パネル
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、９１ａ ＴＦＴ基板
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、９１ｂ 対向基板
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、９１ｃ 防塵基板
１２、２２、３２、４２、９２、１１２ ケース
１３、２３、３３、４３ 遮光板
１３ａ、４３ａ 光吸収部
１４、２５ 開口
２４、３４ 光吸収板
３５、４５ 反射フィルム
９２ 固定枠板
９３ 遮光枠
１０３ フック
１１２ 支持フレーム
１１３ 透明基板
１１４ 偏光板
１１５ 充填部
５１ 光源
５２ リフレクタ
５３ 偏光変換インテグレータ
５４、５５ ダイクロイックミラー
５７、５８ ミラー
５９ａ クロスダイクロイックプリズム
５９ｂ 投射レンズ
１００、１０１ 支持体
１２１ａ アクティブマトリクス基板
１２２、１２３ 透明板
１２４、１２５ 遮光部
１２６ ゴミ防止部材
１２６ａ、１２６ｂ 外枠
１２６ｃ 中枠
１２６ｄ 入射側開口部
１２６ｅ 出射側開口部

Claims (9)

1. 表示領域及び該表示領域を囲む周辺領域を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルの前記表示領域を露出させ前記周辺領域を収容する枠状のケースと、
   前記液晶パネル及び前記ケースの光入射側に配設され、前記液晶パネルの表示領域に対応する開口を有する遮光板とを備え、
   前記遮光板は、前記液晶パネル及び前記ケースと離隔して配設されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記遮光板は、光入射側の面の光反射率よりも、前記液晶パネル及び前記ケースに対向する面の光反射率が低い、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記遮光板は、前記液晶パネル及び前記ケースに対向する面が８０％以上の光吸収率を有する、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記遮光板は、光入射側の面が８０％以上の光反射率を有する、請求項１〜３の何れか一に記載の液晶表示装置。
5. 前記遮光板と、前記液晶パネル及び前記ケースとの間に冷風を送る冷却手段を有する、請求項１〜４の何れか一に記載の液晶表示装置。
6. 前記遮光板と、前記液晶パネル及び前記ケースとの間に冷却液を収容した冷却ユニットを有する、請求項１〜４の何れか一に記載の液晶表示装置。
7. 前記ケースは、少なくとも光入射側の面に光反射機能を有する、請求項１〜６の何れか一に記載の液晶表示装置。
8. 前記ケースと前記遮光板とを部分的に結合する支持体を更に備え、該支持体が前記ケース及び遮光板よりも低い熱伝導率を有する材料によって形成される、請求項１〜７の何れか一に記載の液晶表示装置。
9. 請求項１〜７の何れか一に記載の液晶表示装置を少なくとも１つ備えることを特徴とする液晶プロジェクタ。
   
   
   
   

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