JP3398654B2 - Liquid crystal projector device and manufacturing method thereof - Google Patents

Liquid crystal projector device and manufacturing method thereof

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JP3398654B2
JP3398654B2 JP2000255913A JP2000255913A JP3398654B2 JP 3398654 B2 JP3398654 B2 JP 3398654B2 JP 2000255913 A JP2000255913 A JP 2000255913A JP 2000255913 A JP2000255913 A JP 2000255913A JP 3398654 B2 JP3398654 B2 JP 3398654B2
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plate
liquid crystal
sapphire plate
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正 杉山
昭一 佐藤
るり子 中村
金良 佐々木
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セイコーインスツルメンツ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶等を用いて光
変調を行う光変調装置や変調された光を合成して投写表
示をする液晶プロジェクタ装置に関するものであり、特
に、高輝度化と小型化を図る為に光学系内部で発生する
熱を効率よく外部に逃がす技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light modulation device for performing light modulation using liquid crystal or the like and a liquid crystal projector device for synthesizing modulated lights for projection display. This belongs to the technical field of efficiently releasing the heat generated inside the optical system to the outside in order to achieve miniaturization.

【従来の技術】サファイヤは波長160nmの紫外線から
波長6μmの赤外線までと広い電磁波の通過帯域を持
ち、且つ熱伝導率も42.0(W/m・k)と石英ガラスの
1.2(W/m・k)に対して高く、その為に光を通して熱を
遮蔽する素材として知られていた。また、ビッカ−ス高
度がHv2200以上であり、石英ガラスのHv900
に対して2倍以上と硬い。更にヤング率も4.7x10
−5Mpaと石英ガラスの7.2x10-4Mpaの約2
0分の1であることから曲げに対しても強い。近年、サ
ファイヤの高光透過性と高熱伝導性が注目されており、
従来の液晶プロジェクタ装置においては、偏光板にサフ
ァイヤ板を貼ったものを用いて、液晶プロジェクタ装置
内で偏光板によって、一部の光が遮蔽され発生する熱を
逃がしていた。
2. Description of the Related Art Sapphire has a wide electromagnetic wave pass band from ultraviolet rays having a wavelength of 160 nm to infrared rays having a wavelength of 6 μm, and has a thermal conductivity of 42.0 (W / m · k) and 1.2 (W of quartz glass. / m ・ k), it was known as a material that shields heat through light. Also, the Vickers altitude is Hv2200 or higher, and the quartz glass Hv900
It is more than twice as hard. Young's modulus is 4.7 x 10
-5 Mpa and quartz glass 7.2x10 -4 Mpa about 2
It is strong against bending because it is 1/0. In recent years, sapphire has attracted attention for its high optical transparency and high thermal conductivity.
In a conventional liquid crystal projector device, a polarizing plate to which a sapphire plate is attached is used, and a part of the light is shielded by the polarizing plate in the liquid crystal projector device to release the generated heat.

【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタ装置
では、偏光板が一部の光を遮る事で、光エネルギーが変
化することにより発生した熱をサファイヤ板から支持台
へ、更に筐体へと迅速に逃がす必要がある。この為にサ
ファイヤ板と支持台との間にの熱伝導率を高めて、液晶
周辺の温度を低く保たなければならない。しかし、従来
の液晶プロジェクタ装置ではサファイヤ板とその支持台
の接合は、アクリル系の紫外線凝固型接着剤等の有機接
着剤を使用していた。有機接着剤はサファイヤ結晶と比
べて放熱性が悪いので、サファイヤ板を伝わって来た熱
を充分外部に逃がす事が難しという問題があった。この
問題に対して接着性の無いゲル状物質を用いて熱を逃が
す試みもされているが、民生品用としての信頼性の点で
まだ未知数である。従って、化学的や物理的に安定で且
つ高熱伝導率を持つ物質を用いての放熱構造が望まれ
る。また、過去にモリブデン・マンガンによるメタライ
ズ法が提唱されていた。しかし、温度条件を加味した加
工手法や加工条件が示されておらず、提唱された手法で
は、具現化することもできていない。
In the liquid crystal projector device, the polarizing plate blocks a part of the light, so that the heat generated by the change of the light energy is quickly transferred from the sapphire plate to the support and further to the housing. Need to escape. Therefore, it is necessary to increase the thermal conductivity between the sapphire plate and the support to keep the temperature around the liquid crystal low. However, in the conventional liquid crystal projector device, the sapphire plate and its supporting base are joined together by using an organic adhesive such as an acrylic UV-curable adhesive. Since the organic adhesive has a poor heat dissipation property as compared with the sapphire crystal, there is a problem that it is difficult to sufficiently dissipate the heat transmitted through the sapphire plate to the outside. Attempts have been made to dissipate the heat by using a gel-like substance that does not have adhesive properties, but this is still unknown in terms of reliability for consumer products. Therefore, a heat dissipation structure using a substance that is chemically and physically stable and has high thermal conductivity is desired. In addition, a metallization method using molybdenum / manganese has been proposed in the past. However, the processing method and the processing conditions in consideration of the temperature condition are not shown, and the proposed method cannot be realized.

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶プロジ
ェクタ装置は、偏光板に貼り付けて前記偏光板に加える
熱を放熱するサファイヤ板と、前記サファイヤ板を融着
して前記サファイヤ板を固定するサファイヤ板支持台
と、を有する液晶プロジェクタ装置である。サファイヤ
板を融着してサファイヤ板支持台に固定することにより
サファイヤ板とサファイヤ板支持台と熱伝導性を高める
ことができ、サファイヤ板からサファイヤ板支持台へ素
早く伝熱することができる。本発明に係る液晶プロジェ
クタ装置は、前記サファイヤ板を融着する融着部分に
は、接合台座金属が蒸着されている液晶プロジェクタ装
置である。接合台座金属が融着部分に蒸着されているこ
とにより、融着する温度を自由に制御することができ、
液晶プロジェクタ装置の使用環境に合わせて、融着する
ことができる。本発明に係る液晶プロジェクタ装置は、
前記サファイヤ板の前記融着部分が擦りガラス状である
液晶プロジェクタ装置である。融着部分を擦りガラス状
にすることで放熱効果を高めることができる。また、接
合台座金属の蒸着強度を高めることができる。本発明に
係る液晶プロジェクタ装置の製造方法は、サファイヤ板
を擦りガラス状に加工するためにドライホーニングする
加工と、前記擦りガラス状に加工された接合台座金属を
蒸着したサファイヤ板をサファイヤ板支持台に融着する
融着工程と、からなる液晶プロジェクタ装置の製造方法
である。これにより、擦りガラス状にすることで、接合
台座金属を強固に蒸着させることができ、さらに、サフ
ァイヤ板とサファイヤ板支持台間の放熱効果を高めるこ
とができる。
In a liquid crystal projector device according to the present invention, a sapphire plate is attached to a polarizing plate to radiate heat applied to the polarizing plate, and the sapphire plate is fused to fix the sapphire plate. And a liquid crystal projector device having a sapphire plate support. The sapphire plate and the sapphire plate support can be improved in thermal conductivity by fusing and fixing the sapphire plate to the sapphire plate support so that heat can be quickly transferred from the sapphire plate to the sapphire plate support. A liquid crystal projector device according to the present invention is a liquid crystal projector device in which a joining pedestal metal is vapor-deposited on a fusion-bonding portion for fusion-bonding the sapphire plate. Since the joining base metal is vapor-deposited on the fusion portion, the fusion temperature can be freely controlled,
The fusion can be performed according to the usage environment of the liquid crystal projector device. The liquid crystal projector device according to the present invention,
In the liquid crystal projector device, the fused portion of the sapphire plate is frosted glass. The heat dissipation effect can be enhanced by rubbing the fused portion into a glass shape. In addition, the vapor deposition strength of the joining base metal can be increased. A method of manufacturing a liquid crystal projector device according to the present invention includes a sapphire plate supporting base that is a dry honed process for processing a sapphire plate into a frosted glass form, and a sapphire plate on which a bonding base metal processed into the frosted glass form is vapor-deposited. A method of manufacturing a liquid crystal projector device, comprising: Thus, by forming the frosted glass, the bonding pedestal metal can be strongly vapor-deposited, and the heat radiation effect between the sapphire plate and the sapphire plate support can be enhanced.

【発明の実施の形態】本発明は両面鏡面に加工されたサ
ファイヤ板の周辺にドライホーニング法を用いて周辺を
磨りガラス状に加工する工程と、磨りガラス状になった
部分にクロム、ニッケル、金の順番で接合用台座金属を
付着せる工程と、接合用台座金属が付着した部分に高熱
伝導性物質で作られて支持台を低融点金属で融着する工
程と、支持台を融着したサファイヤ板表面に偏光板を貼
る工程と、偏光板を貼ったサファイヤ部品を液晶プロジ
ェクタに組み込む工程からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention comprises a step of processing the periphery of a sapphire plate processed into a double-sided mirror surface using a dry honing method into a glass-like periphery, and chromium, nickel, and The step of attaching the base metal for joining in the order of gold, the step of welding the support base made of a high thermal conductive material to the portion to which the base metal for bonding is attached with a low melting point metal, and the base It consists of the step of attaching a polarizing plate to the surface of the sapphire plate and the step of incorporating the sapphire part with the polarizing plate attached to the liquid crystal projector.

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
1は、本発明に係る液晶プロジェクタ装置に係る加工工
程を表したものである。この発明に於いて、先ずは両面
を鏡面状態に研磨したサファイヤ板10を用意する(行
程100)。サファイヤ板の辺の長さは使用する液晶の
大きさに因って異なるが、0.7インチ、0.9イン
チ、1.3インチ、1.8インチの4種類に大別され
る。サファイヤ板の厚みは光透過率からみれば薄いほう
が高輝度化が計れるが、物理的強度を考慮して0.9イ
ンチ以下は0.5mm、1.3インチ以上は0.7mmを一
般的に使用する。また、サファイヤ板表面の結晶方位は
光透過率を考慮してA面[11−20]が使われるが、
C軸の方向をサファイヤ板の各エッジに対して45度と
して、その方位精度は±1度が一般的である。更に光変
調した像を拡大投写したときに合成像に歪みが生じるの
を防ぐ為にサファイヤ板の加工精度は平面度及び平行度
共に5μm以下とするのが好ましい。用意されたサファ
イヤ板の全面に保護膜用塗料11を塗布する(工程10
1)。保護膜用塗料11は次工程で行われるサファイヤ
板の接着の際、サファイヤ板を傷から守る保護膜とな
り、同時に露光する工程での裏面反射光が迷光となって
目的以外の場所を露光する事を防ぐ目的がある。このた
め、保護用塗料11の色は黒が好ましい。次に、保護用
塗料11を全面に塗布したサファイヤ板10を加工用治
具板12に固定用接着剤18を用いて貼る(工程10
2)。この状態を図2に示す。図2は加工用治具板12
の構造を示し図である。裏蓋17は、加工用治具板12
にねじなどで固定する。裏蓋17は蒸着機内で真空引き
がされた時に保護膜用塗料11や固定用接着剤18から
出るアウトガスを押さえる目的を持つからである。固定
用接着剤18は、後工程(工程109)にてサファイヤ
板10を加工治具板12から剥がすことから、常温で作
業できるように、常温で有機系溶剤に溶ける接着剤が好
ましい。加工用治具板12は図2に示す様に、接着剤を
剥がす際に有機溶剤が染み込み易いくするために、裏面
が穴加工される。なお、サファイヤ板10とリソグラフ
ィー用マスク14または蒸着用マスクとの位置出し用に
浅い穴が彫り込まれた形状が好ましい。次に、サファイ
ヤ板10が接着された加工用金属板12上面全面に、フ
ィルム状のフォトレジスト13を塗り(工程103)、
磨りガラス状にする部分を穴明け加工したリソグラフィ
ー用マスク14を用いて露光し(工程104)、露光さ
れたフォトレジストを洗い流す(工程105)。図3は
露光状態を示す状態図である。ここで使用するフィルム
状のフォトレジストは、厚みは50μm 〜100μmが
好ましい。これは、次工程のドライホーニングは物理的
エッチングであることから、通常のフォトレジストで使
用される数μmでは、ドライホーニング中にフォトレジ
ストが削れてしまうからである。また、ドライホーニン
グに使用する粒子は、その粒子密度にばらつきがある為
に、フォトレジストはホーニングに耐えられるある程度
の厚みが必要となる。一方、あまり厚すぎると、フォト
レジストを剥がすのに時間を要してしまうことになる。
次に露光工程を終了したサファイヤ板上をドライホーニ
ング加工する(工程106)。ドライホーニング用メデ
ィア及び条件を表1に示す。
EXAMPLES Examples will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a processing step of a liquid crystal projector device according to the present invention. In the present invention, first, a sapphire plate 10 whose both surfaces are mirror-polished is prepared (step 100). The length of the side of the sapphire plate varies depending on the size of the liquid crystal used, but is roughly classified into four types of 0.7 inch, 0.9 inch, 1.3 inch and 1.8 inch. The thickness of the sapphire plate can be higher if it is thin from the viewpoint of light transmittance, but considering physical strength, 0.5 mm is less than 0.9 inches and 0.7 mm is generally more than 1.3 inches. use. As for the crystal orientation of the sapphire plate surface, the A-plane [11-20] is used in consideration of the light transmittance.
The direction of the C-axis is 45 degrees with respect to each edge of the sapphire plate, and its azimuth accuracy is generally ± 1 degree. Further, in order to prevent the synthetic image from being distorted when the light-modulated image is magnified and projected, the processing accuracy of the sapphire plate is preferably 5 μm or less in both flatness and parallelism. The protective film paint 11 is applied to the entire surface of the prepared sapphire plate (step 10).
1). The protective film paint 11 serves as a protective film that protects the sapphire plate from scratches when the sapphire plate is adhered in the next step, and at the same time, the back-surface reflected light in the exposure step becomes stray light to expose the area other than the intended one. There is a purpose to prevent. Therefore, the color of the protective coating 11 is preferably black. Next, the sapphire plate 10 coated with the protective coating 11 on the entire surface is attached to the processing jig plate 12 using the fixing adhesive 18 (step 10).
2). This state is shown in FIG. FIG. 2 shows a jig plate 12 for processing.
It is a figure which shows the structure of. The back cover 17 is a jig plate 12 for processing.
Secure with screws. This is because the back cover 17 has the purpose of suppressing the outgas emitted from the protective film paint 11 and the fixing adhesive 18 when the vacuum is drawn in the vapor deposition machine. Since the sapphire plate 10 is peeled off from the processing jig plate 12 in the subsequent step (step 109), the fixing adhesive 18 is preferably an adhesive that dissolves in an organic solvent at room temperature so that it can be operated at room temperature. As shown in FIG. 2, the processing jig plate 12 has a hole on the back surface so that the organic solvent can easily permeate when the adhesive is peeled off. It is preferable that a shallow hole be engraved for positioning the sapphire plate 10 and the lithography mask 14 or the vapor deposition mask. Next, a film-shaped photoresist 13 is applied to the entire upper surface of the processing metal plate 12 to which the sapphire plate 10 is adhered (step 103),
The lithographic glass portion is exposed using a lithography mask 14 in which holes have been processed (step 104), and the exposed photoresist is washed away (step 105). FIG. 3 is a state diagram showing an exposure state. The film-like photoresist used here preferably has a thickness of 50 μm to 100 μm. This is because the dry honing in the next step is physical etching, and therefore, the photoresist is scraped off during the dry honing with a few μm which is used for a normal photoresist. Further, since the particles used for dry honing have variations in particle density, the photoresist needs to have a certain thickness that can withstand honing. On the other hand, if it is too thick, it will take time to strip the photoresist.
Next, dry honing is performed on the sapphire plate that has completed the exposure step (step 106). Table 1 shows the media and conditions for dry honing.

【表1】 図4はドライホーニング装置内での状態とサファイヤ板
10の周辺が加工される様子を示す。サファイヤ板10
の側面側部分には、あらかじめ保護膜塗料11を塗布し
ておく。これは、メディアが、加工治具板12に塗布さ
れたフィルム状のフォトレジスト13に当たって跳ね返
って来ることで、サファイヤ板10の側面の保護膜塗料
11が剥がれた状態になり、保護膜塗料11が剥がれた
部分はサファイヤが露出する。メデイアはサファイヤの
理出した部分に当たり、メディアが当たった部分のサフ
ァイヤ板10は磨りガラス状にエッチングされる。ドラ
イホーニング終了後、圧搾空気で表面のメディアを飛ば
し、剥離剤を用いフォトレジストを剥離し、更にアルコ
ール中で超音波洗浄を5分行い、冷風乾燥する(工程1
07)。洗浄用アルコールは、早く乾燥し、かつ、乾燥
後にしみなどを残しにくいもの、例えばIPAかエタノ
ールなどが好ましい。次にホーニング加工を終えたサフ
ァイヤ板11に、蒸着用マスク15を固定した後、蒸着
機16に入れ、クロム、ニッケル、金の順番に接合用台
座金属19を蒸着していく(工程108)。表2は接合
用台座金属の蒸着条件を示す。
[Table 1] FIG. 4 shows a state in the dry honing machine and a state in which the periphery of the sapphire plate 10 is processed. Sapphire board 10
The protective film paint 11 is applied in advance to the side surface portion of the. This is because the medium hits the film-shaped photoresist 13 applied to the processing jig plate 12 and bounces off, so that the protective film paint 11 on the side surface of the sapphire plate 10 is peeled off, and the protective film paint 11 is removed. Sapphire is exposed at the peeled part. The media hits the exposed portion of the sapphire, and the portion of the sapphire plate 10 hit by the media is etched into a frosted glass. After completion of dry honing, the surface media is blown with compressed air, the photoresist is peeled off using a peeling agent, ultrasonic cleaning is further performed in alcohol for 5 minutes, and cold air drying is performed (step 1
07). The cleaning alcohol is preferably one that dries quickly and does not easily leave stains after drying, such as IPA or ethanol. Next, after the vapor deposition mask 15 is fixed to the sapphire plate 11 that has finished the honing process, it is placed in the vapor deposition machine 16 and the base metal 19 for bonding is vapor deposited in the order of chromium, nickel and gold (step 108). Table 2 shows the vapor deposition conditions of the joining base metal.

【表2】 なお、熱伝導率の単位はCal・Cm-1・S-1・deg
-1である。金はニッケル表面が酸化され、表面に酸化皮
膜が出来ると、酸化皮膜が熱伝導率を下げ、低融点金属
20との融合を妨害するので、ニッケルの酸化防止膜と
して付着させる。このため、金は極力薄く付けるほうが
良い。薄く付けると、製造費を低減することもできる。
工程106に於いて、サファイヤ板10の側面の保護用
塗料11が剥がれているために、蒸着金属の回り込みに
よりサファイヤ板10の側面一部に接合用台座金属19
が蒸着される。図5(a)はサファイヤ板10と蒸着用
マスク15の位置関係を示し、図5(b)は接合用台座
金属3種を蒸着し終わった状態を示す状態図である。リ
ソグラフィー用マスク14と蒸着用マスク15は兼用可
能である。なお、工程101から工程107を用いず、
蒸着用マスク15をサファイヤ板10に直接被せてドラ
イホーニング加工を行った場合は磨りガラス加工を行わ
ない場所にまでメディアが回り込み、また蒸着用マスク
15がエッチングされて形状が変わり、蒸着用マスク1
5として用をなさなくなることがある。次に蒸着用マス
ク15と裏蓋17を外して、接着剤剥離用有機溶剤の中
にいれ、接着剤、続いて保護用塗料11を剥がす(工程
109)。接着剤剥離用有機溶剤にはアセトンを使用す
る。図6は加工用治具から外された状態のサファイヤ板
10を示す。接合用台座金属19は、リソグラフィー用
マスク14で露光したサファイヤ板10の上面と、加工
治具板12から露出していたサファイヤ板10の側面に
も付着する。サファイヤ板の裏面反射を押さえ、裏面反
射による迷光を防ぐ目的でサファイヤ板10の一面に無
反射コーティングを行う(工程110)。無反射コーテ
ィングはシングルレイヤーコートとマルチレイヤーコー
トに大別される。液晶プロジェクタ装置22では光の三
原色(赤、青、緑)を原色ごとに光変調を行い、光変調
後に変調光合成が行われるので波長帯域に合わせたシン
グルレイヤーコートで充分であるが、無反射コートは透
明で判定が付きにくい為、誤用を防ぐ目的でマルチレイ
ヤーコートが一般的に使用される。また、コートのレー
ヤー数は3層、反射率は1.5%以下が一般的である。
次にサファイヤ板10との接合部分以外を黒地に艶消し
た支持台21にサファイヤ板を低融点金属20で融着す
る(工程111)。支持台21の材質には熱伝導率の高
い金属、例えば、純銅か銅の合金が好ましい。液晶プロ
ジェクタ装置22の使用条件を最高外気温度が摂氏40
度、一般的なTFT液晶の動作保証温度上限を摂氏70
度とすると、支持台21の材質が純銅か銅合金の場合、
低融点金属20は半田が好ましい。一般的に錫含有率5
0%の半田の溶融温度は摂氏150度であり、摂氏70
度以下であれば溶融によるサファイヤ板の脱落や半田自
体の劣化で起こる不具合は防止できる。これを図7
(a)で説明すると、サファイヤ板支持台21には、2
段付きの貫通穴をあける。貫通穴の1つの外形は、サフ
ァイヤ板10の外形に合わせ、もう一方の外形は、サフ
ァイヤ板10の上面に接合用台座金属19を付着する部
分のうちの内周を外形とする。そして、サファイヤ板1
0の上面と側面に付着している接合用台座金属19が、
工程111により融着することで、サファイヤ板の支持
台21とサファイヤ板10が固定される。次に支持台2
1に融着されたサファイヤ板の上に偏光板23を貼る
(工程112)。この状態を図7(a)に示す。このと
き、偏光板23の偏波面とサファイヤ板10のC軸が同
じ向きで、通過光量が最大になるように貼る。次にサフ
ァイヤ板の支持台21を外部の放熱板24または放熱構
造を持つ筐体を取り付ける(工程113)。この状態を
図7(b)に示す。放熱板24は放熱性の良い材料、例
えばアルミダイキャスト製を使用する。また、一般的に
広い放熱表面積を得る為、多くの突起を持たせるのが良
い。放熱板24の形状は、放熱性を有していれば、これ
らの材料や形状でなくても良い。放熱構造を持つ筐体と
は、一般的に筐体全体に熱伝導性の高い素材を用い、放
熱面積を得る為の工夫を筐体全体に施した筐体を言う。
図8は、液晶26を用いた光変調光学系を示す構造図
で、液晶プロジェクタ装置22内での偏光板23と光変
調用液晶26の位置関係を示している。光源から発せら
れた光は光の3原色に分光された後、入射側の偏光板2
3を通過する時に特定の偏波面を持つ光のみ通過してそ
の他の光は熱へとエネルギー変換される。この熱は、サ
ファイヤ板10からサファイヤ板の支持台21に伝わっ
て、放熱板24から放熱される。つまり、偏波面の揃っ
た光が液晶26に到達する。液晶26によって光変調さ
れた光は出射側の偏光板23を通って、光変調された時
に発生した偏波面の異なる光を遮蔽して、偏波面の揃っ
た変調光が出射される。出射側の偏光板23で遮蔽され
た光も熱となり、サファイヤ板10からサファイヤ板の
支持台を伝わって、放熱板24より放熱される。図8で
示す光学系は光の3原色に対応し、同一構造を3系統持
つ。偏光板23で発生した熱が効率よく放熱板24に伝
わる工夫がされている。また、クーリングファンによる
強制空冷は空気の流れで放熱する冷却方法であるが、こ
の時、本発明を併用すると小型のクーリングファンです
むことになる。従って、強制空冷に起因する騒音を押さ
えることが可能となる。
[Table 2] The unit of thermal conductivity is Cal · Cm −1 · S −1 · deg
-1 . When gold is oxidized on the surface of gold and an oxide film is formed on the surface of gold, the oxide film lowers the thermal conductivity and hinders fusion with the low-melting-point metal 20. Therefore, gold is attached as an antioxidant film for nickel. For this reason, it is better to apply gold as thinly as possible. If it is made thin, the manufacturing cost can be reduced.
In step 106, since the protective coating material 11 on the side surface of the sapphire plate 10 is peeled off, the pedestal metal 19 for joining is attached to a part of the side surface of the sapphire plate 10 due to the wraparound of the vapor-deposited metal.
Is deposited. FIG. 5A shows a positional relationship between the sapphire plate 10 and the vapor deposition mask 15, and FIG. 5B is a state diagram showing a state after vapor deposition of the three kinds of joining base metals. The lithography mask 14 and the vapor deposition mask 15 can be used in common. In addition, without using steps 101 to 107,
When the vapor deposition mask 15 is directly covered on the sapphire plate 10 and the dry honing process is performed, the medium reaches the place where the frosted glass process is not performed, and the vapor deposition mask 15 is etched to change its shape.
It may become useless as 5. Next, the vapor deposition mask 15 and the back cover 17 are removed, and the resultant is placed in an organic solvent for peeling the adhesive, and the adhesive and subsequently the protective coating 11 are peeled off (step 109). Acetone is used as the organic solvent for peeling the adhesive. FIG. 6 shows the sapphire plate 10 removed from the processing jig. The bonding base metal 19 also adheres to the upper surface of the sapphire plate 10 exposed by the lithography mask 14 and the side surface of the sapphire plate 10 exposed from the processing jig plate 12. Non-reflective coating is performed on one surface of the sapphire plate 10 for the purpose of suppressing back surface reflection of the sapphire plate and preventing stray light due to back surface reflection (step 110). Anti-reflection coatings are roughly classified into single layer coats and multi-layer coats. In the liquid crystal projector device 22, the three primary colors of light (red, blue, green) are optically modulated for each primary color, and modulated light synthesis is performed after the optical modulation, so a single layer coat suitable for the wavelength band is sufficient, but a non-reflective coat. Is transparent and difficult to judge, so a multi-layer coat is generally used to prevent misuse. Moreover, the number of layers of the coat is generally three layers, and the reflectance is generally 1.5% or less.
Next, the sapphire plate is fused with the low-melting point metal 20 on the support 21 having a matt black surface except for the joint with the sapphire plate 10 (step 111). The material of the support 21 is preferably a metal having a high thermal conductivity, for example, pure copper or a copper alloy. The maximum ambient temperature is 40 degrees Celsius as the usage condition of the liquid crystal projector device 22.
70 degrees Celsius is the upper limit of the operation guarantee temperature of general TFT liquid crystal.
If the material of the support base 21 is pure copper or copper alloy,
The low melting point metal 20 is preferably solder. Generally, tin content is 5
The melting temperature of 0% solder is 150 degrees Celsius, 70 degrees Celsius
If the temperature is less than 100 degrees, it is possible to prevent problems caused by the sapphire plate coming off due to melting and the deterioration of the solder itself. Figure 7
Explaining in (a), the sapphire plate support 21 has two
Drill a stepped through hole. One outer shape of the through hole matches the outer shape of the sapphire plate 10, and the other outer shape is the inner circumference of the portion of the sapphire plate 10 to which the joining pedestal metal 19 is attached. And sapphire plate 1
The pedestal metal 19 for bonding adhering to the upper and side surfaces of
The sapphire plate support 21 and the sapphire plate 10 are fixed by fusing in step 111. Next, the support base 2
The polarizing plate 23 is pasted on the sapphire plate fused to 1 (step 112). This state is shown in FIG. At this time, the polarization plane of the polarizing plate 23 and the C axis of the sapphire plate 10 are oriented in the same direction so that the amount of passing light is maximized. Next, the sapphire plate support 21 is attached to an external heat dissipation plate 24 or a housing having a heat dissipation structure (step 113). This state is shown in FIG. The heat dissipation plate 24 is made of a material having a good heat dissipation property, for example, an aluminum die cast product. In addition, it is generally preferable to have many protrusions in order to obtain a large heat dissipation surface area. The shape of the heat dissipation plate 24 does not have to be these materials or shapes as long as it has heat dissipation properties. A case having a heat dissipation structure generally means a case in which a material having high thermal conductivity is used for the entire case and a device for obtaining a heat dissipation area is applied to the entire case.
FIG. 8 is a structural diagram showing a light modulation optical system using the liquid crystal 26, and shows the positional relationship between the polarizing plate 23 and the light modulation liquid crystal 26 in the liquid crystal projector device 22. The light emitted from the light source is split into the three primary colors of light, and then the incident side polarizing plate 2
When passing through 3, only the light having a specific plane of polarization is passed and the other lights are energy-converted into heat. This heat is transmitted from the sapphire plate 10 to the support 21 of the sapphire plate and radiated from the heat dissipation plate 24. That is, the light with the same plane of polarization reaches the liquid crystal 26. The light optically modulated by the liquid crystal 26 passes through the polarizing plate 23 on the emission side, shields light having different polarization planes generated at the time of light modulation, and emits modulated light having a uniform polarization plane. The light shielded by the polarizing plate 23 on the emission side also becomes heat, is transmitted from the sapphire plate 10 to the support base of the sapphire plate, and is radiated from the heat dissipation plate 24. The optical system shown in FIG. 8 corresponds to the three primary colors of light and has three systems of the same structure. It is devised that the heat generated in the polarizing plate 23 is efficiently transmitted to the heat dissipation plate 24. Further, forced air cooling by a cooling fan is a cooling method in which heat is dissipated by the flow of air. At this time, if the present invention is used together, a small cooling fan will suffice. Therefore, it is possible to suppress the noise caused by the forced air cooling.

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載さるような効果を奏でる。サファイ
ヤ板を融着してサファイヤ板の支持台に固定することに
より、サファイヤ板とサファイヤ板の支持台と熱伝導性
を高めることができ、サファイヤ板からの熱をサファイ
ヤ板の支持台へ素速く伝熱することができる。また、量
産時の信頼性を高めることができる。接合台座金属が融
着部分に蒸着されていることにより、金属を使ってサフ
ァイヤ板を金属性のサファイヤ板の支持台に融着でき
る。接合台座金属を蒸着する部分を擦りガラス状にする
ことで放熱効果を高めることができる。また、接合部の
付着強度を高め、機械的に強度な構造にできる。
The present invention is carried out in the form as described above, and has the following effects. By fusing the sapphire plate and fixing it to the sapphire plate support, the sapphire plate and the sapphire plate support can be improved in thermal conductivity, and the heat from the sapphire plate can be quickly transferred to the sapphire plate support. Can transfer heat. In addition, reliability during mass production can be improved. Since the bonding pedestal metal is vapor-deposited on the fused portion, the metal can be used to fuse the sapphire plate to the support of the metallic sapphire plate. The heat dissipation effect can be enhanced by rubbing the portion on which the bonding pedestal metal is vapor-deposited into a glass shape. In addition, the adhesion strength of the joint portion can be increased, and a mechanically strong structure can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】液晶プロジェクタ装置の加工工程図である。FIG. 1 is a process drawing of a liquid crystal projector device.

【図2】加工用治具板の構造図である。FIG. 2 is a structural diagram of a processing jig plate.

【図3】露光状態を示す状態図である。FIG. 3 is a state diagram showing an exposure state.

【図4】ドライホーニング加工例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of dry honing processing.

【図5】蒸着加工状態を示す状態図であり、図5(a)
は蒸着用マスクと加工物との位置関係を示す状態図であ
り、図5(b)は蒸着終了後に接合用台座金属の付着位
置を示す状態図である。
5 is a state diagram showing a vapor deposition processing state, and FIG.
[Fig. 5] is a state diagram showing a positional relationship between a vapor deposition mask and a workpiece, and Fig. 5 (b) is a state diagram showing an attachment position of a joining base metal after completion of vapor deposition.

【図6】蒸着加工を終えた加工物の状態図であり、詳細
には、図6(a)は側面図であり、図6(b)は正面図
である。
6A and 6B are state diagrams of a workpiece after vapor deposition processing, specifically, FIG. 6A is a side view and FIG. 6B is a front view.

【図7】サファイヤ板の支持台にサファイヤ板を融着し
た状態を示す構造図であり、図7(a)は支持台とサフ
ァイヤ板の位置関係を示す拡大図であり、図7(b)
は、放熱板を含めた構造図である。
FIG. 7 is a structural view showing a state in which a sapphire plate is fusion-bonded to a support base of the sapphire plate, FIG. 7 (a) is an enlarged view showing a positional relationship between the support base and the sapphire plate, and FIG.
FIG. 4 is a structural diagram including a heat sink.

【図8】光変調部分の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a light modulation portion.

【記号の説明】[Explanation of symbols]

10 サファイヤ板 11 保護膜用塗料 12 加工用治具板 13 フィルム状のフォトレジスト 14 リソグラフィー用マスク 15 蒸着用マスク 16 蒸着機 17 加工用金属板の裏蓋 18 固定用接着剤 19 接合用台座金属 20 低融点金属 21 サファイヤ板の支持台 22 液晶プロジェクタ装置 23 偏光板 24 放熱板 25 無反射コーティング 26 液晶 10 sapphire plate 11 Protective film paint 12 Processing jig plate 13 Film type photoresist 14 Lithography mask 15 Evaporation mask 16 Evaporator 17 Metal plate back lid for processing 18 Fixing adhesive 19 Base metal for joining 20 Low melting point metal 21 Sapphire board support 22 Liquid crystal projector device 23 Polarizer 24 Heat sink 25 Anti-reflection coating 26 LCD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 るり子 東京都江東区亀戸6丁目41番6号 盛岡 セイコー工業株式会社内 (72)発明者 佐々木 金良 東京都江東区亀戸6丁目41番6号 盛岡 セイコー工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−337292(JP,A) 特開2000−314809(JP,A) 特開2001−42424(JP,A) 特開2001−215491(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 505 G02B 5/30 G02F 1/1335 510 G03B 21/00 G03B 21/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Ruriko Nakamura 6-41-6 Kameido, Koto-ku, Tokyo Morioka Seiko Industry Co., Ltd. (72) Kinra Sasaki 6-41-6 Kameido, Koto-ku, Tokyo Morioka Seiko Industry Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-337292 (JP, A) JP-A-2000-314809 (JP, A) JP-A-2001-42424 (JP, A) JP-A-2001-215491 (JP, A) ) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13 505 G02B 5/30 G02F 1/1335 510 G03B 21/00 G03B 21/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 偏光板に貼り付けて前記偏光板に加わる
熱を放熱するサファイヤ結晶と、 前記サファイヤ結晶を融着して前記サファイヤ板を固定
するサファイヤ結晶支持台と、 を有する液晶プロジェクタ装置。
1. A liquid crystal projector device comprising: a sapphire crystal that is attached to a polarizing plate to radiate heat applied to the polarizing plate; and a sapphire crystal support that fixes the sapphire plate by fusing the sapphire crystal.
【請求項2】 前記サファイヤ結晶と融着する融着部分
には、接合台座金属が蒸着されてい る請求項1記載の
液晶プロジェクタ装置。
2. The liquid crystal projector device according to claim 1, wherein a bonding pedestal metal is vapor-deposited on a fusion-bonded portion that fuses with the sapphire crystal.
【請求項3】 前記サファイヤ板の前記融着部分が擦り
ガラス状である請求項1または請求項2記載の液晶プロ
ジェクタ装置。
3. The liquid crystal projector device according to claim 1, wherein the fused portion of the sapphire plate is frosted glass.
【請求項4】 サファイヤ結晶を擦りガラス状に加工す
るためにドライホーニングする工程と、 前記擦りガラス状に加工された部分に接合台座金属を蒸
着する工程と、 前記接合用台座金属を蒸着した前記サファイヤ結晶をサ
ファイヤ結晶支持台に融着する融着工程と、 からなる液晶プロジェクタ装置の製造方法。
4. A step of dry honing to process a sapphire crystal into a ground glass shape, a step of depositing a bonding base metal on the portion processed into the ground glass shape, and a step of depositing the bonding base metal. A method of manufacturing a liquid crystal projector device, comprising: a fusion step of fusing a sapphire crystal to a sapphire crystal support.
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