JP3697104B2

JP3697104B2 - Liquid crystal device and projection display device having the same

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Publication number: JP3697104B2
Application number: JP09002199A
Authority: JP
Inventors: 広美斉藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000284700A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気光学装置及びこれを備えた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に用いられる液晶パネルは、合成樹脂などで構成されるケース体に収容された状態で投射型表示装置の箱体内部に取り付けられる。液晶パネルには通常フレキシブル配線基板が接続されており、このフレキシブル配線基板が接続された状態でケース体に組み込まれて位置決めされ、接着剤や保持金具などによって固定された後、ケース体の取付孔などを投射型表示装置の内部に構成された取付部にネジ止めなどの方法によって位置決め固定される。
【０００３】
上記の液晶パネルとケース体よりなる電気光学装置としての液晶パネルモジュールは、投射型表示装置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。液晶パネルモジュー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。
【０００４】
図７には従来の液晶パネルモジュールの分解斜視図を、図８には、従来の液晶パネルモジュールの概略の断面構造を模式的に示す。この液晶パネルモジュールは、ガラスなどからなる素子基板１１と対向基板１２とがシール材１４を介して所定間隔を空けて貼り合わせられ、両基板間に液晶１０ａを注入した液晶パネル１０と、液晶パネル１０を収容する黒色などの遮光性を有する合成樹脂などからなるケース体２０とを有する。
【０００５】
液晶パネル１０においては、素子基板１１の内面上に公知のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子などのアクティブ素子、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide)などの透明導電体からなる画素電極、配線、配向膜などが形成され、また、対向基板１２の内面上には公知の対向電極、配向膜などが形成され、これらによってアクティブマトリクス型の液晶パネル構造が構成されている。また、対向基板１２の内面上においては、対向基板１２の外周部に液晶パネル１０の光透過領域（有効表示領域）を規定する額縁としての遮光層１２ａが形成されている。
【０００６】
投射型表示装置内において液晶パネルモジュールには光が照射され、この光を液晶パネルの有効表示領域内に構成された多数の画素のそれぞれにおいて透過又は遮断することによって所定の画像が形成される。各画素は画素電極と対向電極の電位差によって印加される電界により制御される。このとき、液晶パネル１０の素子基板１１又は対向基板１２の外面上に傷が存在したり、塵埃が付着していたりすると、傷や塵埃によって画像が乱され、投射画像の画質が悪化するという問題点がある。特に液晶パネル１０によって形成される画像は拡大投影されるため、上記の傷や塵埃の影響はきわめて大きい。
【０００７】
上記問題点を解消するために、従来、液晶パネル１０の素子基板１１、対向基板１２の外面上に透明基板１、２を接着する方法が開発されている。これらの透明基板１、２は図示しない透明接着剤によって素子基板１１及び対向基板１２に接着される。透明接着剤は、素子基板１１及び対向基板１２と、透明基板１、２との双方に対してほぼ屈折率が略等しい材料、例えば、硬化後において透明なシリコン系接着剤やアクリル系接着剤を用いることが望ましい。このように素子基板１１、対向基板１２の外面上に透明接着剤を介して透明基板１、２を接着することによって、素子基板１１や対向基板１２の外面上に傷が存在しても画質に影響せず、また、素子基板１１や対向基板１２の外面上に塵埃が付着することを防止できる。透明基板１、２の外面上に傷が形成されたり、塵埃が付着したりする可能性はあるが、通常、光源から照射される光の焦点は液晶パネル１０内に位置するように設定されているので、デフォーカス効果によって画質には影響しにくい。
【０００８】
ケース体２０は表裏を貫通し、液晶パネル１０を収容するように形成された孔部２０ａを備え、この孔部２０ａは、収容された液晶パネル１０の表裏両側に開口部２０ｂ，２０ｃを備えている。開口部２０ｃの開口縁には内側に張り出した張出縁部２１が形成され、孔部２０ａ内に収容された透明基板２の外面に係合するように構成されている。また、開口部２０ｂには、ケース体２０の外面部に形成された係合突起２３に係止された保持枠２４が取り付けられ、孔部２０ａ内に収容された透明基板１の外面を保持するようになっている。孔部２０ａの中程には、素子基板１１の外形が対向基板１２の外形よりも外側に張り出している液晶パネル１０の形状に対応して、段差部２２が形成されている。
【０００９】
液晶パネルモジュールを組み立てる際には、液晶パネル１０に対して表裏に透明基板１、２を接着してパネル組立体を構成した後、素子基板１１の張出部分やケース体２０の内部などにシリコンゴムなどを主成分とする接着剤を塗布し、ケース体２０の開口部２０ｂから液晶パネル１０及び透明基板１、２からなるパネル組立体をケース体２０内に導入する。このとき、パネル組立体は、パネル組立体がケース体に導入される方向（この例では液晶パネルの厚み方向に相当する。）に対しては透明基板２の外面と張出縁部２１との当接によって位置決めされ、液晶パネル１０のパネル面方向には対向基板１２の端部と孔部２０ａの内面との当接によって位置決めされる。最後に、保持枠２４を係合突起２３にはめ込むことによって開口部２０ｂからパネル組立体が脱出しないように保持し、上記接着剤を硬化させて一体化させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の液晶パネルモジュールを備えた投射型表示装置において装置を小型化するために、液晶パネルモジュールの小型化を図る必要がある。しかし、上記のように、防塵対策或いは画質向上のために液晶パネル１０のパネル面に透明基板１、２を面接着すると液晶パネルモジュールが厚くなり、上記の小型化に反する結果となる。したがって、表示装置の画質向上と液晶パネルモジュールの小型化、特にその薄型化とを両立させることが困難であるという問題点がある。
【００１１】
また、投射型表示装置において、液晶パネルモジュールには光源から強い光が照射されるために過熱しやすく、液晶の温度上昇による動作不良を防止するためには液晶パネルモジュールを効率的に冷却する必要がある。しかし、上記のように透明基板１、２を接着すると液晶パネル１０の放熱性が悪化するため、強制冷却のための冷却ファンの送風量を大きくする必要があり、消費電力を低減し、稼働時の騒音を低減することが難しいという問題点もあった。
【００１２】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、電気光学パネルを有する電気光学装置において、各部の素材や形状を変更することによって装置の小型化、特に薄型化が可能な構造を実現し、また、装置の放熱性を向上させることにより液晶パネルの過熱を回避することのできる電気光学装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、投射型表示装置用液晶パネルと、該液晶パネルを収容する収容部と前記収容部に収容された前記液晶パネルの少なくとも表示部に対応する開口部を備えたケース体とを有する液晶装置において、前記液晶パネルの表裏少なくともいずれか一方のパネル面上に少なくとも外面が単結晶サファイアでなる透明基板が面接着されてなり、前記透明基板の外面の大きさは面接着されるパネルより大きく、前記透明基板は前記ケース体の開口部より外側に突出しており、前記ケース体の内面と、前記液晶パネルと前記透明基板の接合面の周縁部との間に空間が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、透明基板を電気光学パネルのパネル面上に面接着し、この透明基板の少なくとも一部を熱伝導率が各種ガラスなどの２０〜３０倍以上ときわめて高い単結晶サファイアで構成することにより、透明基板の熱伝導率の向上によって電気光学パネルの放熱性が向上するとともに電気光学パネルのパネル面内の温度分布が緩和されるので、過熱や温度分布による画質の劣化を低減することができ、また、冷却手段の増強によるエネルギー消費や騒音などの増大を抑制することができる。また、単結晶サファイアの硬度は各種ガラスなどと比較するとビッカース硬度で２〜４倍と高いので、透明基板の外面側部分の硬度を高めることができる。従って、透明基板の表面に傷が形成されたり、透明基板に欠けや割れが発生したりすることを防止できる。さらに、単結晶サファイアはガラスなどに較べて屈折率が高いため、透明基板を薄く形成してもそのデフォーカス効果を得ることができる。なお、この発明においては、透明基板を硬化後に透明な接着剤によって面接着することが好ましい。
【００１５】
また、この発明によれば、ケース体の厚さを液晶パネルと透明基板とからなるパネル組立体の厚さ以下に薄く形成することができるので、液晶装置全体を薄型化することができる。また、ケース体の内面と接合面の周縁部との間に空間が設けられていることにより、液晶パネルと透明基板とが接着剤により面接着される場合、接合面から接着剤があふれ出しても空間内に収容することができるので、ケース体の外部に接着剤が漏れ出さないように構成できる。
【００１６】
また、透明基板の外面がケース体の外面よりも外側へ突出している場合でも、単結晶サファイアで構成されているので、従来のガラス基板のような欠けや割れが発生しにくい。
【００１７】
また、前記透明基板は単結晶サファイアからなる層と単結晶サファイアとは異なる層との積層構造を有することが好ましい。
【００１８】
この発明によれば、透明基板として、高価且つ製造困難な単結晶サファイアを透明層によって支持した積層構造を用いることによって、単結晶サファイアをさらに薄く形成することができるから、製造コストをさらに低減することができる。なお、この発明においては、単結晶サファイアと透明層とを硬化後に透明な接着剤によって貼り合わせることが望ましい。
【００２３】
また、前記ケース体の側面よりも前記透明基板が突出することにより形成される段差部を遮光性物質により覆うことが好ましい。
【００２４】
この発明によれば、遮光性物質が透明基板の角部を保護するとともに、段差部から電気光学パネル内への光の侵入を防ぐことが可能となる。
【００２５】
また、前記液晶パネルと前記透明基板とが対向する面の一方側の外周に遮光膜が配置されてなり、前記遮光膜は、前記遮光性物質と重なるように配置されてなることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、遮光膜と遮光性物質が重なるように配置されていれば、液晶パネルへの光の侵入をさらに防ぐことができ、光漏れによる液晶パネルのコントラストの低下、誤動作を防ぐことができる。
【００２７】
上記各発明において、前記収容部には、前記液晶パネルを厚み方向に位置決めするための位置決め部が設けられていることが好ましい。
【００２８】
この発明によれば、ケース体の収容部内に前記液晶パネルを厚み方向に位置決めするための位置決め部が設けられているため、従来のように透明基板を厚み方向に位置決めするための上記張出縁部２１を設ける必要がなくなり、ケース体の端部を上述のように液晶パネル側に形成しても、液晶パネルを確実に位置決めすることができる。
【００３１】
ここで、前記液晶パネルの周縁部と前記透明基板の周縁部との間に段差が形成されていることが望ましい。
【００３２】
この発明によれば、液晶パネルの周縁部と透明基板の周縁部との間に段差が形成されていることにより、接合面からあふれ出した接着剤を接着剤の表面張力や濡れ性度合などによって当該段差の部分に保持することができるので、ケース内においても接着剤の広がりを低減することができる。
【００３３】
さらに別の発明に係る液晶装置としては、液晶パネルと、該液晶パネルの表裏いずれか一方のパネル面上に透明基板が面接着されてなり、該透明基板に装置設置用の取付固定構造が形成されていることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、透明基板自体に取付固定構造が形成されているため、ケース体を別途設ける必要がなくなり、液晶パネルと透明基板とからなるパネル組立体自体の厚さを電気光学装置の厚さとすることもできるので、液晶装置の薄型化を図ることができる。
【００３５】
この発明において、前記透明基板の少なくとも外面側が単結晶サファイアで構成されていることが好ましい。
【００３６】
この発明によれば、透明基板の少なくとも外面側が単結晶サファイアで構成されていることにより、透明基板の外面の硬度を向上させることができ。従って、透明基板の外面に傷が付きにくくなり、また、透明基板自体の機械的強度も向上できるので、割れや欠けを防止することができる。さらに、透明基板の強度向上によって透明基板を薄型化することができるので、液晶装置をさらに薄く形成することも可能になる。その上、単結晶サファイアはガラスなどに較べて屈折率が高いため、透明基板を薄く形成してもそのデフォーカス効果を得ることができる。
【００３７】
上記発明において、前記取付固定構造は貫通孔であることが好ましい。
【００３８】
取付固定構造を貫通孔とすることによって加工が容易になるとともに、液晶装置の装置設置時に確実に取付固定することができる。
【００３９】
また上記発明において、前記液晶パネルは、一対の基板間に液晶が挟持されてなり、前記一対の基板の少なくとも一方の基板は単結晶サファイアからなると良い。
【００４０】
このような構成によれば、透明基板に加えて、液晶パネルを構成する一対の基板の少なくとも一方の基板は単結晶サファイアからなるため、透明基板と一対のパネルの少なくとも一方の基板の熱伝導率の向上によって、液晶装置の放熱性が向上するとともに、電気光学装置のパネル面内の温度分布が緩和されるので、過熱や温度分布による画質の劣化を低減することができる。
【００４１】
また、上記各発明の液晶装置を画像形成手段として投射型表示装置に用いることが可能である。上記の液晶装置を投射型表示装置の画質形成手段として用いることにより、投影画像の画質向上、装置の小型化、及び、強制冷却手段の容量を低減することによる消費電力や騒音の低減などを図ることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電気光学装置及びこれを備えた投射型表示装置の実施形態について詳細に説明する。以下に示す各実施形態は電気光学パネルとして図８に示す従来構造と同様の液晶パネル１０を有し、その構造は基本的に従来構造と同一である。
【００４３】
［第１実施形態］
図１は本発明に係る電気光学装置の第１実施形態である液晶パネルモジュールの概略構造を示す概略断面図である。この実施形態においては、上記従来と同構造の液晶パネル１０と、上記従来とほぼ同構造のケース体２０とを備えているので、同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
この実施形態では、従来のガラス製の透明基板１、２の代わりに、単結晶サファイアからなる透明基板３、４を用いている。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）に較べてもきわめて硬度が高い（ビッカース硬度２３００）。このため、透明基板３、４を従来よりも薄く形成しても製造工程中に流動させることが可能であり、破損の危険性も低減できる。例えば、縦２００ｍｍ、横３００ｍｍ程度の板状体の場合、０．２ｍｍ程度の板厚に形成することができ、これを製造工程中に取り扱うことも容易である。硬度が高いことによって製造工程中や製造後において透明基板３、４に欠けや割れが発生しにくいため、取り扱い性も良好で、耐衝撃性も向上する。さらに、硬度が高いことによって、透明基板３、４を薄く形成することによりケース体２０自体も薄く形成でき、液晶パネルモジュール全体を薄く構成することが可能になる。ここで、透明基板３、４を従来より薄くすることによって単結晶サファイアの使用量も低減できるので、製造コストの増大を抑制することができる。
【００４５】
また、上述のように透明基板３、４の硬度が高いことにより、透明基板３、４の外面上に傷が付きにくいため、この傷による画質の悪化を回避できる。透明基板３、４の外面上の傷は本来上記のデフォーカス効果によって画質には影響しにくいが、それでも傷がない方が画質向上のためには有利である。さらにその上、単結晶サファイアは、各種ガラス（屈折率は１．４〜１．５程度）に較べて高い屈折率（ｎ_ｏ＝１．７６８、ｎ_ｅ＝１．７６０）を有するため、透明基板３、４が薄くても上述のデフォーカス効果を充分に発揮することができる。すなわち、透明基板が従来と同じ厚さであればデフォーカス効果を高めることができ、また、従来と同様のデフォーカス効果を得ることができればよいのであれば、従来よりも透明基板の厚さを薄くすることができる。
【００４６】
さらに、単結晶サファイアは熱伝導率も石英ガラス（１．２Ｗ／ｍ・Ｋ）に較べて著しく高い（４２．０Ｗ／ｍ・Ｋ）。このため、ケース体２０の開口部２０ｂ、２０ｃに対応した透明基板３、４に単結晶サファイアを用いることによって、液晶パネル１０の放熱性が向上し、液晶パネル１０の過熱を防止することができる。したがって、後述する投射型表示装置の液晶パネルモジュールにより構成された液晶ライトバルブを強制冷却するための冷却ファンの送風量を低減することができ、騒音や電力消費量の低減を図ることができる。さらに、放熱性の向上により液晶パネル１０のパネル内の面内の温度分布を低減することができるので、この点からも画質の向上を図ることができる。
【００４７】
本実施形態による液晶パネルモジュールを後述する図６に示す投射型表示装置にライトバルブとして設置し、実際に動作させたところ、温度上昇率を従来に較べて１０〜１５％低減することができた。また、パネル面内の温度分布は従来の１／４〜１／５に低減することができた。
【００４８】
本実施形態では、透明基板３、４の全てを単結晶サファイアにより構成しているが、例えば通常の各種ガラスの表面上に単結晶サファイアの薄板を貼り合わせて用いることも可能である。この場合、単結晶サファイアは透明基板３、４の外面側に配置することが放熱効果や破損防止の観点から好ましい。このようにすると単結晶サファイアの使用量をさらに低減できるので、製造コストの低減に効果がある。
【００４９】
透明基板３、４はベルヌーイ法やＥＦＧ法（Ｅｄｇｅ−ｄｅｆｉｎｅｄＦｉｌｍ−ｆｅｄＧｒｏｗｔｈＭｅｔｈｏｄ）その他の引き上げ法などによって形成された単結晶サファイアを必要形状に切断、切削した後に研磨加工を行うことによって形成される。透明基板３、４の板面は機械化学研磨（ポリッシング）によって鏡面状態に加工される。厚さは機械的強度と素材コストを勘案して決定され、５０〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。また、透明基板３、４としては、単結晶サファイアのＲ面を板面とするように加工されたものであることが、製造加工が容易になり、且つ充分な硬度と接合特性を有する点で望ましい。さらに、本実施形態では、対向基板１２と対向する透明基板４の一方の面の外周に遮光膜４ａを設けてもよい。そして、遮光膜４ａと対向基板１２の液晶層側に設けた遮光層１２ａを平面的にみて重ねるように配置すれば、周辺から液晶層への光漏れを防ぐことができる。
【００５０】
［第２実施形態］
図２は本発明に係る電気光学装置の第２実施形態である液晶パネルモジュールの概略構造を示す模式的な概略断面図である。本実施形態は、第１実施形態と同様な構成を有し、共通する部分についてはその説明を省略する。本実施形態では、遮光性を有する黒色の合成樹脂を素材として一体成型されたケース体３０は平面矩形の枠状に形成されている。ケース体３０において表裏を貫通するように形成された平面矩形状の孔部３０ａは、素子基板１１及び対向基板１２を貼り合わせて形成された液晶パネル１０を孔部３０ａの厚さ方向のほぼ中央位置に収容し、素子基板１１側の開口部３０ｂと、対向基板１２側の開口部３０ｃとを備えている。
【００５１】
本実施形態において、以下の説明の都合上、孔部３０ａによって構成される仮想的な空間部分であって、孔部３０ａの電気光学パネルの厚み方向のほぼ中央の部分を収容部３０Ａとし、収容部３０Ａに隣接し開口部３０ｂ側に設けられた側面部分を外側収容部３０Ｂとし、収容部３０Ａに隣接し開口部３０ｃ側に設けられた側面部分を外側収容部３０Ｃとする。
【００５２】
ケース体３０の収容部３０Ａには液晶パネル１０が収容され、その対向基板１２の端面部に収容部３０Ａ内に設けられた内面部３１が当接し、液晶パネル１０をパネル面方向（パネル面と平行な方向）に位置決めしている。また、収容部３０Ａには上記内面部３１に隣接し、パネル面方向に平行に形成された段差面３２が設けられている。この段差面３２は素子基板１１が対向基板１２よりも外側に張り出した部分である張出部１１ａの内面に当接し、液晶パネル１０を厚み方向に位置決めしている。
【００５３】
なお、張出部１１ａの内面上に配線や端子などが形成されている場合には、それらを硬質の保護膜（オーバーコート膜など）で被覆し、この保護膜に段差面３２が当接するように構成してもよい。また、張出部１１ａ上に集積回路などの電子部品が実装されたＣＯＧ構造を備えている場合、段差面３２は電子部品を回避するように構成されていること、例えば液晶パネル１０の４つの角部のうち３つ以上の角部においてのみ当接するように部分的に段差面３２が形成されていることが望ましい。
【００５４】
収容部３０Ａの開口部３０ｂ側に形成された外側収容部３０Ｂには、上記段差面３２と対向する段差面３３が形成され、この段差面３３のさらに外側（開口部３０ｂ）側に、電気光学パネルの厚み方向に平行で平坦な内面部３５が形成されている。また、この内面部３５の外端が上記開口部３０ｂの開口縁部となっている。すなわち、開口部３０ｂの開口形状がほぼ維持された状態でケース体３０の内側に突出した突出部３５が形成される。
【００５５】
相互に対向する段差面３２と段差面３３の間隔は素子基板１１の厚さよりもやや大きく形成されているため、段差面３３の形成位置は素子基板１１と透明基板１の接合部よりもやや開口部３０ｂ側にずれている。
【００５６】
また、収容部３０Ａの開口部３０ｃ側に形成された外側収容部３０Ｃには、上記段差面３２に対して内面部３１を挟んで背反する段差面３４が形成され、この段差面３４のさらに外側（開口部３０ｃ側）に、電気光学パネルの厚み方向に平行で平坦な内面部３６が形成されている。また、この内面部３６の外端が開口部３０ｃの開口縁部となっている。すなわち、開口部３０ｃの開口形状がほぼ維持された状態でケース体３０の内部に引き込まれるように内面部３６が形成される。
【００５７】
ここで、ケース体３０の電気液晶パネルの厚み方向の端部、すなわち、本実施形態においては透明基板１の外面は、ケース体の３０の開口部３０ｂの開口縁部よりも突出するように配置されている。同様に、もう一方の厚み方向の端部、すなわち、本実施形態においては透明基板２の外面は、ケース体３０の開口部３０ｃの開口縁部よりも突出するように配置されている。このため、ケース体３０の厚さは従来のものよりも薄く形成することができ、液晶パネルモジュール全体の厚さはケース体３０によって決定されるのではなく、液晶パネル１０と透明基板１、２からなるパネル組立体の厚さによって決定される。
【００５８】
ケース体３０において、相互に背反姿勢となる段差面３２と段差面３４の間隔は、対向基板１２の厚さとパネルギャップ（素子基板１１と対向基板１２との間隔）の和よりもやや小さく形成されているため、段差面３４の形成位置は対向基板１２と透明基板２の接合部よりもやや開口部３０ｂ側にずれている。
【００５９】
このように、段差面３３及び段差面３４は、それぞれ素子基板１１と透明基板１の接合部及び対向基板１２と透明基板２の接合部よりもずれているため、素子基板１１と透明基板１の接合面の周縁部とケース体３０の間及び対向基板１２と透明基板２の接合面の周縁部とケース体３０の間に隙間（空間）が形成される。これらの隙間は、素子基板１１と透明基板１、及び、対向基板１２と透明基板２を透明接着剤によって接着したとき、外側にあふれ出た透明接着剤を収容する空間となるため、透明接着剤がケース体３０の外側へあふれ出ることを防止したり、或いは、ケース体３０の外側への透明接着剤のあふれ量を低減したりすることができる。
【００６０】
また、収容部３０Ａと外側収容部３０Ｂとの間にはそれぞれ段差面３３，３４が形成されているため、素子基板１１の端部と透明基板１の端部とがパネル面方向にずれ、また、対向基板１２の端部と透明基板２の端部とがパネル面方向にずれるように構成することが可能になる。このため、素子基板１１の端部と透明基板１の端部との間、若しくは、対向基板１２の端部と透明基板２の端部との間に段差が形成されることとなり、この段差によって、素子基板１１と透明基板１の接合部若しくは対向基板１２と透明基板２の接合部から透明接着剤があふれ出てきても、あふれ量が少なければ、基板材質との間の透明接着剤の濡れ性や表面張力により、あふれ出た透明接着剤は当該段差に溜まり、ケース体の内側に接触することもなくなるから、ケース体から外部へと透明接着剤が漏れ出ることを防止できる。もちろん、透明接着剤のあふれ量が多ければ上記段差にとどまることはできない。しかし、この場合でも、ケース体の段差部３３，３４によってパネル組立体とケース体内面との間に間隙が形成されているので、この間隙によって透明接着剤をケース体の外部へと漏れ出ないように構成できる。
【００６１】
また、このケース体３０においては、透明基板１，２をそれぞれ開口部３０ｂ，３０ｃから外側収容部３０Ｂ，３０Ｃ内に導入可能に構成されている。具体的には、開口部３０ｂ，３０ｃの内側には液晶パネルの厚み方向に平行に平坦な内面部３５，３６が形成されているから、開口部３０ｂ，３０ｃから導入可能な形状及び大きさの透明基板１，２であれば、そのまま液晶パネル１０に接着することができる。このとき、上述のように、透明基板１、２の外面はケース体３０の液晶パネルの側面よりも突出するように構成されているので、透明基板１、２を容易に取り扱うことができる。
【００６２】
なお、本実施形態において、透明基板１、２の少なくとも一方が液晶パネル１０に面接着されていればよく、透明基板１、２のうちの一方のみが面接着されている場合にはケース体３０をさらに薄型化することができる。
【００６３】
この実施形態においては、図示のように開口部３０ｂと開口部３０ｃとを同じ形状及び大きさに形成し、透明基板１と２を同じ形状及び大きさのガラス板などによって構成できるようになっている。したがって、透明基板を取り扱う工程管理が容易になり、コストも低減できる。
【００６４】
ケース体３０に対して液晶パネル１０は内面部３１及び段差面３２によってパネル面方向及び厚さ方向に位置決めされるので、さらに液晶パネル１０とケース体３０とを例えば段差面３２と３３の間の溝部に配置した接着剤などによって固定すれば、ケース体３０に対して液晶パネル１０は位置決めされた状態で固定される。ただし、上記接着剤として、例えばシリコンＲＴＶなどのゴム系接着剤などの硬化後も弾性を有する接着剤を用いてもよく、この場合には、ある程度柔軟にケース体３０に付着された固定状態となる。
【００６５】
上記のように液晶パネル１０をケース体３０に固定し、透明基板１、２を開口部３０ｂ、３０ｃから導入して液晶パネル１０に接着することによって、液晶パネル１０と透明基板１、２とからなるパネル組立体も全体としてケース体３０に固定された状態となる。図８に示す従来の支持体２０では、液晶パネル１０を含むパネル組立体の厚さ方向の位置決めを開口部２０ｃの開口縁部に形成された張出縁部２１によって行っていたため、ケース体２０はパネル組立体の厚さよりも必然的に厚くなってしまっていたが、本実施形態では、位置決めを収容部３０Ａの内部に形成された段差面３２によって行っているため、従来のように透明基板の外面を係止する張出縁部２１を形成する必要がなく、その結果、上述のようにケース体３０を薄く形成することができる。また、同様の理由によって、透明基板２の外側に形成される張出縁部２１を含む部分を形成する必要がなくなり、しかも、開口部３０ｃの開口面積を増大させることができるため、放熱性を向上させることができる。
【００６６】
透明基板１、２には、その外周部に遮光膜１ａ、４ａを形成することが好ましい。この遮光膜１ａ、４ａは素子基板１０と対向基板１０の外面に形成してもよい。遮光膜１ａ、４ａは透明基板１、２にアルミニウムなどを蒸着したり、黒色などの着色層を印刷したりすることにより形成できる。遮光膜１ａ、４ａは透明基板１、２のそれぞれの内面（液晶パネル１０に対向する側の表面）上に形成することが迷光を遮断することができる点でより好ましい。これらの遮光膜１ａ、４ａは通常、液晶パネル１０の内部に形成された遮光層１２ａと平面的に重なる位置に内縁部が来るように構成されば、液晶パネルへの光漏れを抑えることができる。
【００６７】
透明基板１、２が貼り合わされた液晶パネル１０とケース体３０との間の遮光をより完全に行うには、図示のように透明基板１、２の周縁部とケース体３０における開口部３０ｂ，３０ｃの開口縁部との間に黒色樹脂などの遮光物質５を塗布し、硬化させることがより好ましい。この場合、遮光物質５はケース体３０の開口部３０ｂ、３０ｃより外側に突出した透明基板１、２の角部を保護する保護物質としても機能する。パネル組立体とケース体３０との間の遮光が不要である場合には、上記遮光物質５の代わりに保護機能のみを有する保護物質を塗布し、硬化させてもよい。
【００６８】
（投射型表示装置の構造）
本実施形態の液晶パネルモジュールは、図６に示す投射型表示装置の内部に設置されるためのものとして設計されている。図６を参照して、上記の液晶パネルモジュールを用いた投写型表示装置である液晶プロジェクタ１２０の構造について説明する。液晶プロジェクタ１２０のハウジング内には、光源ランプ１２１と、２枚のダイクロイックミラー１２２，１２３と、３枚の反射ミラー１２４，１２５，１２６とが設置されている。光源ランプとしてはハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどを用いることができる。光源から放出された光はダイクロイックミラー１２２，１２３によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光束に分離される。装置内には３個の液晶ライトバルブ１３３，１３４，１３５がキュービック状のダイクロイックプリズム１３６を三方から取り囲むように設置されている。上記の反射ミラー１２４，１２５，１２６はＲ、Ｇ、Ｂの光を上記液晶ライトバルブ１３３，１３４，１３５に導くようになっている。なお、Ｂ（青）の光は長い光路による光損失を防ぐために入射レンズ１２７、リレーレンズ１２８及び出射レンズ１２９を介して導かれる。
【００６９】
上記の液晶ライトバルブ１３３，１３４，１３５は上記の液晶パネルモジュールによって構成され、そのケース体３０を光学ユニット内の図示しない取付部に対して挿入固定することによって設置される。これらの液晶ライトバルブは、図示しない制御駆動手段によって所望の画像情報に応じて制御され、各光束Ｒ，Ｇ，Ｂに対する変調を行う。
【００７０】
上記液晶ライトバルブ１３３，１３４，１３５によってそれぞれに変調され、所定の画像成分を構成するようにされた各光束Ｒ，Ｇ，Ｂはキュービック状のダイクロイックプリズム１３６にて合成され、投射レンズユニット１３７により所定位置にあるスクリーン１３８上に拡大投影される。
【００７１】
上記の液晶プロジェクタ１２０においては、本実施形態を薄型化すると、上記の液晶ライトバルブも薄く形成することができるので、装置全体を小型化することが可能になる。また、上述のように液晶パネルモジュールの放熱性が向上していることにより、液晶パネルモジュールを装着した投写型表示装置において強制冷却のための冷却ファンの送風量を削減することが可能になり、騒音の低減を図ることができる。
【００７２】
なお、本実施形態は透明基板として上述の単結晶サファイアを用いると良い。この場合には、単結晶サファイアにより形成された透明基板がケース体３０の開口部３０ｂ、３０ｃから少なくとも部分的に突出することになるが、透明基板の硬度は上述のように各種ガラスに較べてきわめて高いため、ケース体から突出することによる欠けや割れの発生を防止することができる。
【００７３】
［第３実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る電気光学装置の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の液晶パネルモジュールの概略構造を示す概略断面図である。この実施形態では、上記各実施形態と同様の液晶パネル１０を上記第２実施形態とほぼ同様のケース体４０によって収容している。本実施形態では、液晶パネル１０のパネル面に合わせガラス構造の透明基板６、７を面接着している。ケース体４０の開口部４０ｂ、４０ｃの開口縁部が透明基板６，７の外面よりも液晶パネル１０側に配置されている点は上記各実施形態と同様である。この実施形態において用いられる透明基板６、７は、いずれもガラス層６ｂ、７ｂに単結晶サファイアからなるサファイア層６ｃ、７ｃを貼り付けした積層構造を備えている。ガラス層６ｂ、７ｂとしては、例えば厚さ０．７ｍｍなどの適宜の厚さを有する無機ガラスにイオン交換法による化学強化処理を施したものが用いられる。また、サファイア層６ｃ、７ｃとしては、例えば研磨加工により最終的に３００μｍ程度の厚さになるように形成したものが用いられる。サファイア層の厚さは上記値に限定されることなく任意であるが、実際には５０〜１０００μｍの範囲内であることが、機械的強度と、素材コストとを両立させることができる点で好ましい。ガラス層６ｂ、７ｂとサファイア層６ｃ、７ｃの接着は液状或いはシート状のエポシキ系の接着剤などを用いることができる。接着剤としては、充分な接着強度が得られると同時に、透明基板６、７としての光透過率を低減させないもの（硬化後に透明性を有するもの）が好ましい。ここで、ガラス層とサファイア層とを接着した後にいずれか一方の層を研磨して薄肉化してもよく、或いは、両者を接着した後に端部などの加工を行ってもよい。
【００７４】
この実施形態では、透明基板６、７のいずれもがサファイア層６ｃ、７ｃの表面が外面となるようにして液晶パネル１０に面接着されている。サファイア層は上述の如く高い硬度を有するために表面に傷が付きにくく、防塵用基板としては優れた性能を有している。また、熱伝導率が高いため、液晶パネル１０の放熱性を向上させることができる。さらに、単結晶サファイアは、各種ガラス（屈折率は１．４〜１．５程度）に較べて高い屈折率（ｎ_ｏ＝１．７６８、ｎ_ｅ＝１．７６０）を有するため、透明基板６、７が薄くても上述のデフォーカス効果を充分に発揮することができる。
【００７５】
この実施形態では透明基板６、７を単結晶サファイアと他の透明部材とを貼り合わせた構造としていることにより、高価な単結晶サファイアを大量に使用しなくても傷や破損の防止効果、充分なデフォーカス効果、放熱性の向上効果などを得ることができる。
【００７６】
なお、本実施形態のようにサファイア層と他の透明部材とを積層させた透明基板６、７を用いる場合には、ケース体４０の開口部４０ｂ、４０ｃからサファイア層の厚さ部分のみがケース外に突出するように構成することが、他の透明素材（ガラスなど）の損傷を防止する上で好ましい。尚、本実施形態においても、遮光膜４ａと対向基板１２の液晶層側に設けた遮光層１２ａを平面的にみて重ねるように配置すれば、周辺から液晶層への光漏れを防ぐことができる。
【００７７】
［第４実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。図４（a)は第４実施形態の液晶パネルモジュールの概略構造を示す模式的な概略断面図であり、（ｂ）は概略平面図である。本実施形態は、実施形態２と同様な構成を有し、共通する構成については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点のみ説明する。この実施形態では、液晶パネル１０に面接着される透明基板３、４を液晶パネル１０の対向基板１２よりもさらに小さく形成し、単結晶サファイアの使用量をさらに低減することによって製造コストを削減した構造を示すものである。この実施形態においても、上記第３実施形態のように単結晶サファイアからなるサファイア層を他の透明素材と組み合わせた透明基板６、７を用いてもよい。この場合にはさらに単結晶サファイアの使用量を低減することができる。
【００７８】
本実施形態のもう一つの特徴点は、ケース体５０の対向基板１２と透明基板４との境界部分において段差面５２を設け、対向基板１２の外面に段差面５２を当接することによって液晶パネル１０の厚さ方向の位置決めを行っている点にある。なお、液晶パネル１０の平面方向の位置決めは上記と同様に内面部５１によって行われている。
【００７９】
このように段差面５２によって液晶パネルの厚さ方向の位置決めを行うことによって、上記各実施形態のように素子基板１１の張出部１１ａの内面上にケース体５０との当接部を設定する必要がなくなるので、張出部１１ａの内面上に形成された配線や接続端子、或いは実装された集積回路チップなどを回避する必要がなくなり、ケース体５０に複雑な構造を形成する必要がなくなる。なお、同様の効果を奏するようにするために、素子基板１１の外面がケース体５０に形成された段差面に当接するように構成してもよい。尚、本実施形態では、ケース体５０の孔部５０ａには図４（ｂ）の下方に向けて開口する開口部５０ｄが形成されており、この開口部５０ｄから液晶パネル１０をパネル面方向にスライドさせながら挿入することができるようになっている。液晶パネル１０は図４（ｂ）に示すフレキシブル配線基板１６を接続した状態で開口部５０ｄから導入され、後述する接着剤によってケース体５０に固定される。
【００８０】
［第５実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。この実施形態においては、上記実施形態と同様な構成を有し、異なる点のみ説明する。本実施形態では、上記各実施形態に示すケース体を用いることなく、液晶パネル１０に面接着された透明基板８、９自体に投射型表示装置の内部に設けられた取付部に対する取付固定構造を設けている。透明基板８、９は液晶パネル１０よりも一回り大きな平面形状を備えており、液晶パネル１０の周囲外側に張り出した部分に取付固定構造、すなわち、この実施形態では貫通した取付孔８ｂ、９ｂが形成されている。図５に示される液晶パネルモジュールは上記取付孔８ｂ、９ｂによってボルトなどを介して投射型表示装置の内部に固定される。
【００８１】
この実施形態によれば、上記各実施形態のようなケース体を用いずに、透明基板８、９自体をケース体の代わりとして用いるので、パネル組立体の厚さそのものを液晶パネルモジュールの厚さとすることができ、従来よりも液晶パネルモジュールの薄型化を図ることができる。このとき、単結晶サファイアからなる透明基板８、９は充分な硬度を備えているため、表面の傷、欠けや割れを生じる可能性を低減できる。また、透明基板が電気光学パネルよりも一回り大きいので、たとえ接着剤が電気光学パネルと透明基板の間からはみ出したとしても、透明基板によりはみ出した接着剤はカバーされるため、パネルモジュールよりも外に流出するのを防ぐことができる。さらに、パネル断面方向が開口形状であるため、クーリング性能が向上する。
【００８２】
なお、装置設置用の取付固定構造としては、上記のような貫通孔以外に、設置される取付部側の構造に対応させてＵ溝などのキー溝、スリット、段差などの種々の構造を形成することができる。また、透明基板８、９としては本実施形態のように全体が単結晶サファイアで形成されている場合に限らず、第３実施形態のようにサファイア層と他の透明素材とを組み合わせたものであってもよい。
【００８３】
また、上述の実施形態では、素子基板１１及び対向基板１２は石英基板、ガラス基板等で形成することが可能であるが、いずれの実施形態においても素子基板１１と対向基板１２の少なくとも一方の基板を単結晶サファイアで構成することも可能である。このような構成によれば、透明基板に加えて素子基板１１や対向基板１２が単結晶サファイアで形成されるため、熱伝導率の向上によって電気光学パネルの放熱性を向上するともに電気光学パネルのパネル面内の温度分布が緩和されるので過熱や温度分布による画質の劣化をさらに低減するために有効である。
【００８４】
尚、本発明の電気光学装置及びこれを用いた投射型表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００８５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、透明基板を液晶パネルのパネル面上に面接着し、この透明基板の少なくとも外面側部分を熱伝導率が各種ガラスなどの２０〜３０倍以上ときわめて高い単結晶サファイアで構成することにより、透明基板の熱伝導率の向上によって液晶パネルの放熱性が向上するとともに液晶パネルのパネル面内の温度分布が緩和されるので、過熱や温度分布による画質の劣化を低減することができ、また、冷却手段の増強によるエネルギー消費や騒音などの増大を抑制することができる。また、透明基板の外面側部分の硬度を高めることができるので、透明基板の表面に傷が形成されたり、透明基板に欠けや割れが発生したりすることを防止できる。さらに、単結晶サファイアはガラスなどに較べて屈折率が高いため、透明基板を薄く形成してもそのデフォーカス効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気光学装置の第１実施形態の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る電気光学装置の第２実施形態の構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る電気光学装置の第３実施形態の構造を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る電気光学装置の第４実施形態の構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は概略平面図である。
【図５】本発明に係る電気光学装置の第５実施形態の構造を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係る電気光学装置を用いた投射型表示装置の概略構成を示す模式的な概略構成図である。
【図７】従来の液晶パネルモジュールの概略構造を示す分解斜視図である。
【図８】従来の液晶パネルモジュールの概略構造を模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
１，２透明基板
１ａ、４ａ遮光層
３、４、６、７、８、９透明基板（単結晶サファイア）
５遮光物質
６ｂ、７ｂガラス層
６ｃ、７ｃサファイア層
１０液晶パネル
１１素子基板
１２対向基板
１２ａ遮光層
２０、３０、４０、５０ケース体
３０Ａ収容部
３０Ｂ，３０Ｃ外側収容部
３０ａ孔部
３０ｂ、３０ｃ開口部
３１、３５、３６内面部
３２、３３、３４段差面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device and a projection display device including the same.
[0002]
[Prior art]
In general, a liquid crystal panel used in a projection display device such as a liquid crystal projector is mounted inside a box of the projection display device in a state of being housed in a case body made of synthetic resin or the like. A flexible wiring board is usually connected to the liquid crystal panel. After the flexible wiring board is connected, the flexible wiring board is assembled and positioned in the case body and fixed by an adhesive or a holding metal fitting. And the like are fixed to a mounting portion formed inside the projection display device by a method such as screwing.
[0003]
A liquid crystal panel module as an electro-optical device including the above-described liquid crystal panel and a case body is used as a light valve for receiving light from a light source and forming a predetermined image in a projection display device. An image formed by the liquid crystal panel module is enlarged by a projection optical system of a projection display device and projected onto a screen or the like.
[0004]
FIG. 7 is an exploded perspective view of a conventional liquid crystal panel module, and FIG. 8 schematically shows a schematic cross-sectional structure of the conventional liquid crystal panel module. In this liquid crystal panel module, an element substrate 11 made of glass or the like and a counter substrate 12 are bonded to each other with a predetermined interval through a sealing material 14, and a liquid crystal panel 10 in which a liquid crystal 10a is injected between both substrates, and a liquid crystal panel And a case body 20 made of a synthetic resin having a light shielding property such as black.
[0005]
In the liquid crystal panel 10, an active element such as a known TFT (thin film transistor) element, a pixel electrode made of a transparent conductor such as ITO (Indium Tin Oxide), a wiring, an alignment film, and the like are formed on the inner surface of the element substrate 11. Further, a known counter electrode, alignment film, and the like are formed on the inner surface of the counter substrate 12, and an active matrix type liquid crystal panel structure is configured by these. Further, on the inner surface of the counter substrate 12, a light shielding layer 12 a as a frame that defines a light transmission region (effective display region) of the liquid crystal panel 10 is formed on the outer periphery of the counter substrate 12.
[0006]
In the projection display device, the liquid crystal panel module is irradiated with light, and a predetermined image is formed by transmitting or blocking this light in each of a large number of pixels configured in the effective display area of the liquid crystal panel. Each pixel is controlled by an electric field applied by a potential difference between the pixel electrode and the counter electrode. At this time, if there is a scratch on the outer surface of the element substrate 11 or the counter substrate 12 of the liquid crystal panel 10 or dust is attached, the image is disturbed by the scratch or dust, and the image quality of the projected image is deteriorated. There is a point. In particular, since an image formed by the liquid crystal panel 10 is enlarged and projected, the influence of the scratches and dust is extremely large.
[0007]
In order to solve the above problems, conventionally, a method of bonding the transparent substrates 1 and 2 on the outer surfaces of the element substrate 11 and the counter substrate 12 of the liquid crystal panel 10 has been developed. These transparent substrates 1 and 2 are bonded to the element substrate 11 and the counter substrate 12 by a transparent adhesive (not shown). The transparent adhesive is made of a material having substantially the same refractive index with respect to both the element substrate 11 and the counter substrate 12, and the transparent substrates 1 and 2, for example, a transparent silicon adhesive or acrylic adhesive after curing. It is desirable to use it. Thus, by bonding the transparent substrates 1 and 2 to the outer surfaces of the element substrate 11 and the counter substrate 12 via the transparent adhesive, the image quality can be improved even if there are scratches on the outer surfaces of the element substrate 11 and the counter substrate 12. It is possible to prevent the dust from adhering to the outer surface of the element substrate 11 or the counter substrate 12 without affecting. There is a possibility that scratches may be formed on the outer surfaces of the transparent substrates 1 and 2, and dust may be attached, but normally the focal point of the light emitted from the light source is set in the liquid crystal panel 10. Therefore, the image quality is hardly affected by the defocus effect.
[0008]
The case body 20 includes a hole 20a formed so as to pass through the front and back sides and accommodate the liquid crystal panel 10, and the hole 20a includes openings 20b and 20c on both sides of the front and back of the accommodated liquid crystal panel 10. Yes. A projecting edge 21 projecting inward is formed on the opening edge of the opening 20c, and is configured to engage with the outer surface of the transparent substrate 2 accommodated in the hole 20a. In addition, a holding frame 24 locked to an engaging protrusion 23 formed on the outer surface portion of the case body 20 is attached to the opening portion 20b, and holds the outer surface of the transparent substrate 1 accommodated in the hole portion 20a. It is like that. In the middle of the hole 20a, a stepped portion 22 is formed corresponding to the shape of the liquid crystal panel 10 in which the outer shape of the element substrate 11 projects outward from the outer shape of the counter substrate 12.
[0009]
When assembling the liquid crystal panel module, the transparent substrates 1 and 2 are bonded to the liquid crystal panel 10 on the front and back sides to form a panel assembly, and then silicon is applied to the overhanging portion of the element substrate 11 and the inside of the case body 20. An adhesive mainly composed of rubber or the like is applied, and a panel assembly including the liquid crystal panel 10 and the transparent substrates 1 and 2 is introduced into the case body 20 from the opening 20 b of the case body 20. At this time, the panel assembly is formed between the outer surface of the transparent substrate 2 and the overhanging edge portion 21 in the direction in which the panel assembly is introduced into the case body (corresponding to the thickness direction of the liquid crystal panel in this example). The liquid crystal panel 10 is positioned by contact, and in the panel surface direction of the liquid crystal panel 10, it is positioned by contact between the end of the counter substrate 12 and the inner surface of the hole 20a. Finally, the holding frame 24 is fitted into the engaging protrusion 23 to hold the panel assembly so as not to escape from the opening 20b, and the adhesive is cured and integrated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to reduce the size of the projection display device having the conventional liquid crystal panel module, it is necessary to reduce the size of the liquid crystal panel module. However, as described above, when the transparent substrates 1 and 2 are bonded to the panel surface of the liquid crystal panel 10 to prevent dust or improve the image quality, the liquid crystal panel module becomes thick, which is contrary to the above-described miniaturization. Therefore, there is a problem that it is difficult to achieve both the improvement of the image quality of the display device and the miniaturization of the liquid crystal panel module, particularly the thinning thereof.
[0011]
Moreover, in a projection display device, the liquid crystal panel module is subject to strong light from the light source and thus easily overheats, and the liquid crystal panel module needs to be efficiently cooled to prevent malfunction due to a rise in liquid crystal temperature. There is. However, since the heat dissipation of the liquid crystal panel 10 deteriorates when the transparent substrates 1 and 2 are bonded as described above, it is necessary to increase the air blowing amount of the cooling fan for forced cooling, reducing power consumption, and operating There was also a problem that it was difficult to reduce noise.
[0012]
Accordingly, the present invention solves the above-described problems, and the problem is that the electro-optical device having an electro-optical panel has a structure in which the device can be reduced in size, particularly reduced in thickness, by changing the material and shape of each part. It is another object of the present invention to provide an electro-optical device that can avoid overheating of a liquid crystal panel by improving the heat dissipation of the device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention includes a liquid crystal panel for a projection display device, a housing portion for housing the liquid crystal panel, and an opening corresponding to at least the display portion of the liquid crystal panel housed in the housing portion. In the liquid crystal device having a case body, a transparent substrate having at least an outer surface made of single crystal sapphire is bonded to at least one of the front and back panel surfaces of the liquid crystal panel, and the size of the outer surface of the transparent substrate is The transparent substrate is larger than the panel to be surface-bonded, and protrudes outward from the opening of the case body, and a space is formed between the inner surface of the case body and the peripheral portion of the bonding surface of the liquid crystal panel and the transparent substrate. Is provided.
[0014]
According to the present invention, a transparent substrate is surface-bonded onto the panel surface of an electro-optical panel, and at least a part of the transparent substrate is made of single crystal sapphire having an extremely high thermal conductivity of 20 to 30 times or more such as various glasses. By improving the thermal conductivity of the transparent substrate, the heat dissipation of the electro-optical panel is improved and the temperature distribution in the panel surface of the electro-optical panel is relaxed, thereby reducing image quality degradation due to overheating and temperature distribution. In addition, it is possible to suppress an increase in energy consumption and noise due to the enhancement of the cooling means. Moreover, since the hardness of single crystal sapphire is 2 to 4 times as high as Vickers hardness as compared with various glasses, the hardness of the outer surface side portion of the transparent substrate can be increased. Therefore, it is possible to prevent the surface of the transparent substrate from being scratched or the transparent substrate from being chipped or cracked. Furthermore, since single crystal sapphire has a higher refractive index than glass or the like, the defocus effect can be obtained even if the transparent substrate is formed thin. In the present invention, it is preferable that the transparent substrate is surface-bonded with a transparent adhesive after curing.
[0015]
In addition, according to the present invention, the thickness of the case body can be made thinner than the thickness of the panel assembly made up of the liquid crystal panel and the transparent substrate, so that the entire liquid crystal device can be made thinner. In addition, since the space is provided between the inner surface of the case body and the peripheral edge portion of the bonding surface, when the liquid crystal panel and the transparent substrate are surface-bonded by an adhesive, the adhesive overflows from the bonding surface. Since it can be accommodated in the space, it can be configured so that the adhesive does not leak out of the case body.
[0016]
Further, even when the outer surface of the transparent substrate protrudes outward from the outer surface of the case body, since it is made of single crystal sapphire, chipping and cracking unlike conventional glass substrates are unlikely to occur.
[0017]
The transparent substrate preferably has a laminated structure of a layer made of single crystal sapphire and a layer different from single crystal sapphire.
[0018]
According to this invention, since the single crystal sapphire can be formed even thinner by using a laminated structure in which expensive and difficult to manufacture single crystal sapphire is supported by the transparent layer as the transparent substrate, the manufacturing cost is further reduced. be able to. In the present invention, it is desirable to bond the single crystal sapphire and the transparent layer with a transparent adhesive after curing.
[0023]
Moreover, it is preferable to cover the step part formed when the said transparent substrate protrudes rather than the side surface of the said case body with a light-shielding substance.
[0024]
According to the present invention, the light-shielding substance can protect the corners of the transparent substrate, and can prevent light from entering the electro-optical panel from the stepped portion.
[0025]
Further, it is preferable that a light shielding film is disposed on an outer periphery on one side of a surface where the liquid crystal panel and the transparent substrate face each other, and the light shielding film is disposed so as to overlap the light shielding material.
[0026]
According to this configuration, if the light-shielding film and the light-shielding substance are arranged so as to overlap, it is possible to further prevent light from entering the liquid crystal panel, and to prevent a decrease in contrast and malfunction of the liquid crystal panel due to light leakage. Can do.
[0027]
In each of the above inventions, it is preferable that a positioning portion for positioning the liquid crystal panel in the thickness direction is provided in the housing portion.
[0028]
According to the present invention, since the positioning portion for positioning the liquid crystal panel in the thickness direction is provided in the housing portion of the case body, the overhanging edge for positioning the transparent substrate in the thickness direction as in the past is provided. It is not necessary to provide the portion 21, and the liquid crystal panel can be reliably positioned even if the end portion of the case body is formed on the liquid crystal panel side as described above.
[0031]
Here, it is preferable that a step is formed between the peripheral edge of the liquid crystal panel and the peripheral edge of the transparent substrate.
[0032]
According to the present invention, since the step is formed between the peripheral portion of the liquid crystal panel and the peripheral portion of the transparent substrate, the adhesive overflowing from the joint surface is caused by the surface tension or wettability of the adhesive. Since it can hold | maintain in the part of the said level | step difference, the breadth of an adhesive agent can be reduced also in a case.
[0033]
Further, as a liquid crystal device according to another invention, a liquid crystal panel and a transparent substrate are bonded to the surface of either the front or back of the liquid crystal panel, and a mounting and fixing structure for device installation is formed on the transparent substrate. It is characterized by being.
[0034]
According to the present invention, since the mounting and fixing structure is formed on the transparent substrate itself, there is no need to separately provide a case body, and the thickness of the panel assembly itself comprising the liquid crystal panel and the transparent substrate is set to the thickness of the electro-optical device. Therefore, the liquid crystal device can be thinned.
[0035]
In this invention, it is preferable that at least the outer surface side of the transparent substrate is made of single crystal sapphire.
[0036]
According to this invention, at least the outer surface side of the transparent substrate is made of single crystal sapphire, so that the hardness of the outer surface of the transparent substrate can be improved. Therefore, the outer surface of the transparent substrate is hardly damaged, and the mechanical strength of the transparent substrate itself can be improved, so that cracking and chipping can be prevented. Furthermore, since the transparent substrate can be thinned by improving the strength of the transparent substrate, the liquid crystal device can be formed thinner. In addition, since single crystal sapphire has a higher refractive index than glass or the like, the defocus effect can be obtained even if the transparent substrate is formed thin.
[0037]
In the above invention, the mounting and fixing structure is preferably a through hole.
[0038]
By making the mounting and fixing structure a through-hole, processing is facilitated, and mounting and fixing can be reliably performed when the liquid crystal device is installed.
[0039]
In the above invention, the liquid crystal panel may include a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates, and at least one of the pair of substrates may be made of single crystal sapphire.
[0040]
According to such a configuration, in addition to the transparent substrate, since at least one substrate of the pair of substrates constituting the liquid crystal panel is made of single crystal sapphire, the thermal conductivity of at least one substrate of the transparent substrate and the pair of panels. As a result of this improvement, the heat dissipation of the liquid crystal device is improved and the temperature distribution in the panel surface of the electro-optical device is relaxed, so that deterioration of image quality due to overheating and temperature distribution can be reduced.
[0041]
In addition, the liquid crystal device of each of the above inventions can be used as an image forming unit in a projection display device. By using the above liquid crystal device as the image quality forming means of the projection type display device, the image quality of the projected image is improved, the apparatus is miniaturized, and the power consumption and noise are reduced by reducing the capacity of the forced cooling means. be able to.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an electro-optical device and a projection display device including the same according to the present invention will be described in detail below. Each embodiment described below has a liquid crystal panel 10 similar to the conventional structure shown in FIG. 8 as an electro-optical panel, and the structure is basically the same as the conventional structure.
[0043]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal panel module which is a first embodiment of an electro-optical device according to the invention. In this embodiment, since the liquid crystal panel 10 having the same structure as the conventional one and the case body 20 having almost the same structure as the conventional one are provided, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0044]
In this embodiment, instead of the conventional transparent substrates 1 and 2 made of glass, transparent substrates 3 and 4 made of single crystal sapphire are used. Single crystal sapphire has a very high hardness (Vickers hardness 2300) compared to glass, particularly high-strength quartz glass (Vickers hardness 900). For this reason, even if the transparent substrates 3 and 4 are formed thinner than before, they can be made to flow during the manufacturing process, and the risk of breakage can be reduced. For example, in the case of a plate-like body having a length of about 200 mm and a width of about 300 mm, it can be formed to a thickness of about 0.2 mm, and it is easy to handle this during the manufacturing process. Since the hardness is high, the transparent substrates 3 and 4 are less likely to be chipped or cracked during or after the manufacturing process, so that the handleability is good and the impact resistance is improved. Further, since the hardness is high, the case body 20 itself can be formed thin by forming the transparent substrates 3 and 4 thin, and the entire liquid crystal panel module can be configured thin. Here, since the amount of single crystal sapphire used can be reduced by making the transparent substrates 3 and 4 thinner than before, an increase in manufacturing cost can be suppressed.
[0045]
In addition, since the transparent substrates 3 and 4 are high in hardness as described above, the outer surfaces of the transparent substrates 3 and 4 are hardly scratched, so that deterioration in image quality due to the scratches can be avoided. Although scratches on the outer surfaces of the transparent substrates 3 and 4 are less likely to affect the image quality due to the defocus effect described above, it is advantageous for improving the image quality to have no scratches. Furthermore, single crystal sapphire has a higher refractive index (n) than various glasses (having a refractive index of about 1.4 to 1.5). _o = 1.768, n _e = 1.760), the above-described defocus effect can be sufficiently exhibited even if the transparent substrates 3 and 4 are thin. That is, if the transparent substrate has the same thickness as the conventional one, the defocus effect can be enhanced. If the same defocus effect as the conventional one can be obtained, the thickness of the transparent substrate is made larger than the conventional one. Can be thinned.
[0046]
Furthermore, single crystal sapphire has a significantly higher thermal conductivity (42.0 W / m · K) than quartz glass (1.2 W / m · K). For this reason, by using single crystal sapphire for the transparent substrates 3 and 4 corresponding to the openings 20b and 20c of the case body 20, the heat dissipation of the liquid crystal panel 10 is improved, and overheating of the liquid crystal panel 10 can be prevented. . Therefore, it is possible to reduce the air blowing amount of the cooling fan for forcibly cooling the liquid crystal light valve configured by the liquid crystal panel module of the projection type display device described later, and it is possible to reduce noise and power consumption. Furthermore, since the temperature distribution in the surface of the liquid crystal panel 10 can be reduced by improving the heat dissipation, the image quality can be improved also in this respect.
[0047]
When the liquid crystal panel module according to the present embodiment was installed as a light valve in the projection type display device shown in FIG. 6 to be described later and actually operated, the rate of temperature increase could be reduced by 10 to 15% compared to the conventional case. . Further, the temperature distribution in the panel surface could be reduced to 1/4 to 1/5 of the conventional one.
[0048]
In the present embodiment, all of the transparent substrates 3 and 4 are made of single crystal sapphire. However, for example, a single crystal sapphire thin plate may be bonded to the surface of various ordinary glasses. In this case, it is preferable that the single crystal sapphire is disposed on the outer surface side of the transparent substrates 3 and 4 from the viewpoint of heat dissipation effect and damage prevention. In this way, the amount of single crystal sapphire used can be further reduced, which is effective in reducing manufacturing costs.
[0049]
The transparent substrates 3 and 4 are formed by cutting and cutting a single crystal sapphire formed by a Bernoulli method, an EFG method (Edge-defined Film-fed Growth Method), or other pulling methods into a required shape, and then performing a polishing process. The The plate surfaces of the transparent substrates 3 and 4 are processed into a mirror state by mechanical chemical polishing (polishing). The thickness is determined in consideration of mechanical strength and material cost, and is preferably in the range of 50 to 1000 μm. In addition, the transparent substrates 3 and 4 are processed so that the R surface of single crystal sapphire is a plate surface, because the manufacturing process is facilitated and sufficient hardness and bonding characteristics are provided. desirable. Further, in the present embodiment, a light shielding film 4 a may be provided on the outer periphery of one surface of the transparent substrate 4 facing the counter substrate 12. Then, if the light shielding film 4a and the light shielding layer 12a provided on the liquid crystal layer side of the counter substrate 12 are arranged so as to overlap in plan view, light leakage from the periphery to the liquid crystal layer can be prevented.
[0050]
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal panel module which is a second embodiment of the electro-optical device according to the invention. This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and the description of common parts is omitted. In the present embodiment, the case body 30 integrally molded using a black synthetic resin having a light shielding property as a material is formed in a planar rectangular frame shape. The planar rectangular hole 30a formed so as to penetrate the front and back in the case body 30 is formed by attaching the liquid crystal panel 10 formed by bonding the element substrate 11 and the counter substrate 12 to a substantially center in the thickness direction of the hole 30a. The opening 30b on the element substrate 11 side and the opening 30c on the counter substrate 12 side are provided.
[0051]
In the present embodiment, for the convenience of the following description, a virtual space portion constituted by the hole portion 30a, which is substantially the center portion in the thickness direction of the electro-optic panel of the hole portion 30a, is set as the storage portion 30A. A side surface portion adjacent to the portion 30A and provided on the opening 30b side is referred to as an outer housing portion 30B, and a side surface portion adjacent to the housing portion 30A and provided on the opening 30c side is referred to as an outer housing portion 30C.
[0052]
The liquid crystal panel 10 is accommodated in the accommodating portion 30A of the case body 30, and the inner surface portion 31 provided in the accommodating portion 30A is in contact with the end surface portion of the counter substrate 12, so that the liquid crystal panel 10 is arranged in the panel surface direction (the panel surface). (Parallel direction) Further, the accommodating portion 30A is provided with a step surface 32 that is adjacent to the inner surface portion 31 and is formed in parallel with the panel surface direction. The step surface 32 is in contact with the inner surface of the protruding portion 11a, which is a portion where the element substrate 11 protrudes outward from the counter substrate 12, and positions the liquid crystal panel 10 in the thickness direction.
[0053]
In addition, when wiring, a terminal, etc. are formed on the inner surface of the overhang | projection part 11a, they are coat | covered with a hard protective film (overcoat film etc.), and the level | step difference surface 32 contact | abuts to this protective film. You may comprise. Further, when the COG structure in which electronic parts such as integrated circuits are mounted on the overhanging portion 11a, the step surface 32 is configured to avoid the electronic parts, for example, the four liquid crystal panels 10 It is desirable that the stepped surface 32 is partially formed so as to contact only at three or more corners of the corners.
[0054]
A step surface 33 opposite to the step surface 32 is formed in the outer housing portion 30B formed on the opening portion 30b side of the housing portion 30A, and the electro-optic is further on the outer side (opening portion 30b) side of the step surface 33. A flat inner surface portion 35 is formed parallel to the thickness direction of the panel. Further, the outer end of the inner surface portion 35 is an opening edge portion of the opening portion 30b. That is, the protruding portion 35 that protrudes to the inside of the case body 30 is formed in a state where the opening shape of the opening 30b is substantially maintained.
[0055]
Since the gap between the stepped surface 32 and the stepped surface 33 facing each other is formed slightly larger than the thickness of the element substrate 11, the position where the stepped surface 33 is formed is slightly more open than the joint between the element substrate 11 and the transparent substrate 1. It is shifted to the part 30b side.
[0056]
Further, a stepped surface 34 that is opposite to the stepped surface 32 with the inner surface portion 31 interposed therebetween is formed in the outer housingd portion 30C formed on the opening 30c side of the housingd portion 30A. On the (opening 30c side), a flat inner surface portion 36 is formed parallel to the thickness direction of the electro-optical panel. Further, the outer end of the inner surface 36 is an opening edge of the opening 30c. That is, the inner surface portion 36 is formed so as to be drawn into the case body 30 while the opening shape of the opening portion 30c is substantially maintained.
[0057]
Here, the end of the case body 30 in the thickness direction of the electric liquid crystal panel, that is, the outer surface of the transparent substrate 1 in this embodiment is arranged so as to protrude from the opening edge of the opening 30b of the case body 30. Has been. Similarly, the other end in the thickness direction, that is, in this embodiment, the outer surface of the transparent substrate 2 is arranged so as to protrude from the opening edge of the opening 30 c of the case body 30. For this reason, the thickness of the case body 30 can be formed thinner than the conventional one, and the thickness of the entire liquid crystal panel module is not determined by the case body 30, but the liquid crystal panel 10 and the transparent substrates 1 and 2. Determined by the thickness of the panel assembly.
[0058]
In the case body 30, the gap between the stepped surface 32 and the stepped surface 34 that are opposite to each other is formed slightly smaller than the sum of the thickness of the opposing substrate 12 and the panel gap (interval between the element substrate 11 and the opposing substrate 12). Therefore, the formation position of the stepped surface 34 is slightly shifted to the opening 30 b side from the joint portion between the counter substrate 12 and the transparent substrate 2.
[0059]
As described above, the step surface 33 and the step surface 34 are displaced from the joint portion between the element substrate 11 and the transparent substrate 1 and the joint portion between the counter substrate 12 and the transparent substrate 2, respectively. A gap (space) is formed between the peripheral portion of the joint surface and the case body 30 and between the peripheral portion of the joint surface of the counter substrate 12 and the transparent substrate 2 and the case body 30. These gaps are spaces for accommodating the transparent adhesive overflowing to the outside when the element substrate 11 and the transparent substrate 1 and the counter substrate 12 and the transparent substrate 2 are bonded with the transparent adhesive. Can be prevented from overflowing to the outside of the case body 30, or the overflow amount of the transparent adhesive to the outside of the case body 30 can be reduced.
[0060]
Further, since step surfaces 33 and 34 are formed between the accommodating portion 30A and the outer accommodating portion 30B, the end portion of the element substrate 11 and the end portion of the transparent substrate 1 are displaced in the panel surface direction. It is possible to configure so that the end portion of the counter substrate 12 and the end portion of the transparent substrate 2 are displaced in the panel surface direction. For this reason, a step is formed between the end of the element substrate 11 and the end of the transparent substrate 1 or between the end of the counter substrate 12 and the end of the transparent substrate 2. Even if the transparent adhesive overflows from the joint between the element substrate 11 and the transparent substrate 1 or the joint between the counter substrate 12 and the transparent substrate 2, the amount of overflow is small, and the transparent adhesive is wet with the substrate material. Due to the property and surface tension, the overflowing transparent adhesive accumulates at the level difference and does not come into contact with the inside of the case body, so that the transparent adhesive can be prevented from leaking out from the case body. Of course, if the amount of overflow of the transparent adhesive is large, the step cannot be kept. However, even in this case, since the gap is formed between the panel assembly and the inner surface of the case body by the step portions 33 and 34 of the case body, the transparent adhesive does not leak out of the case body by this gap. It can be configured as follows.
[0061]
Further, the case body 30 is configured such that the transparent substrates 1 and 2 can be introduced into the outer housing portions 30B and 30C from the openings 30b and 30c, respectively. Specifically, since the flat inner surface portions 35 and 36 are formed inside the openings 30b and 30c in parallel with the thickness direction of the liquid crystal panel, the shape and size can be introduced from the openings 30b and 30c. The transparent substrates 1 and 2 can be directly bonded to the liquid crystal panel 10. At this time, as described above, since the outer surfaces of the transparent substrates 1 and 2 are configured to protrude from the side surface of the liquid crystal panel of the case body 30, the transparent substrates 1 and 2 can be handled easily.
[0062]
In the present embodiment, it is only necessary that at least one of the transparent substrates 1 and 2 is surface-bonded to the liquid crystal panel 10. When only one of the transparent substrates 1 and 2 is surface-bonded, the case body 30. Can be further reduced in thickness.
[0063]
In this embodiment, as shown in the figure, the opening 30b and the opening 30c are formed in the same shape and size, and the transparent substrates 1 and 2 can be configured by glass plates having the same shape and size. Yes. Therefore, process management for handling the transparent substrate is facilitated, and the cost can be reduced.
[0064]
Since the liquid crystal panel 10 is positioned in the panel surface direction and the thickness direction by the inner surface portion 31 and the step surface 32 with respect to the case body 30, the liquid crystal panel 10 and the case body 30 are further connected, for example, between the step surfaces 32 and 33. If it is fixed with an adhesive or the like disposed in the groove, the liquid crystal panel 10 is fixed with respect to the case body 30 in a positioned state. However, an adhesive having elasticity even after curing, such as a rubber adhesive such as silicon RTV, may be used as the adhesive. In this case, a fixed state in which the adhesive is attached to the case body 30 with some flexibility. Become.
[0065]
As described above, the liquid crystal panel 10 is fixed to the case body 30, and the transparent substrates 1 and 2 are introduced from the openings 30 b and 30 c and bonded to the liquid crystal panel 10. The resulting panel assembly is also fixed to the case body 30 as a whole. In the conventional support 20 shown in FIG. 8, since the positioning of the panel assembly including the liquid crystal panel 10 in the thickness direction is performed by the overhanging edge 21 formed at the opening edge of the opening 20c, the case body 20 Is inevitably thicker than the thickness of the panel assembly, but in the present embodiment, since the positioning is performed by the stepped surface 32 formed inside the accommodating portion 30A, the transparent substrate is conventionally used. It is not necessary to form the overhanging edge portion 21 for locking the outer surface of the case, and as a result, the case body 30 can be formed thin as described above. Further, for the same reason, it is not necessary to form a portion including the protruding edge portion 21 formed outside the transparent substrate 2, and the opening area of the opening portion 30c can be increased. Can be improved.
[0066]
The transparent substrates 1 and 2 are preferably formed with light shielding films 1a and 4a on the outer periphery thereof. The light shielding films 1 a and 4 a may be formed on the outer surfaces of the element substrate 10 and the counter substrate 10. The light shielding films 1a and 4a can be formed by evaporating aluminum or the like on the transparent substrates 1 and 2 or printing a colored layer such as black. It is more preferable that the light shielding films 1a and 4a are formed on the respective inner surfaces (surfaces facing the liquid crystal panel 10) of the transparent substrates 1 and 2 in order to block stray light. If these light shielding films 1a and 4a are normally configured so that the inner edge portion is positioned so as to overlap the light shielding layer 12a formed inside the liquid crystal panel 10, light leakage to the liquid crystal panel can be suppressed. .
[0067]
In order to perform light shielding between the liquid crystal panel 10 to which the transparent substrates 1 and 2 are bonded and the case body 30 more completely, the peripheral portions of the transparent substrates 1 and 2 and the openings 30b in the case body 30 as shown in the figure. More preferably, a light shielding material 5 such as a black resin is applied between the opening edges of 30c and cured. In this case, the light blocking material 5 also functions as a protective material that protects the corners of the transparent substrates 1 and 2 that protrude outward from the openings 30b and 30c of the case body 30. When light shielding between the panel assembly and the case body 30 is not necessary, a protective material having only a protective function may be applied instead of the light shielding material 5 and cured.
[0068]
(Structure of projection display device)
The liquid crystal panel module of this embodiment is designed to be installed inside the projection display device shown in FIG. With reference to FIG. 6, the structure of liquid crystal projector 120, which is a projection display device using the liquid crystal panel module, will be described. A light source lamp 121, two dichroic mirrors 122 and 123, and three reflection mirrors 124, 125, and 126 are installed in the housing of the liquid crystal projector 120. As the light source lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used. The light emitted from the light source is separated into R (red), G (green), and B (blue) light fluxes by the dichroic mirrors 122 and 123. In the apparatus, three liquid crystal light valves 133, 134 and 135 are installed so as to surround the cubic dichroic prism 136 from three directions. The reflection mirrors 124, 125, and 126 guide R, G, and B light to the liquid crystal light valves 133, 134, and 135. The B (blue) light is guided through the incident lens 127, the relay lens 128, and the output lens 129 in order to prevent light loss due to a long optical path.
[0069]
The liquid crystal light valves 133, 134, and 135 are constituted by the liquid crystal panel module described above, and are installed by inserting and fixing the case body 30 to a mounting portion (not shown) in the optical unit. These liquid crystal light valves are controlled according to desired image information by a control driving means (not shown), and modulate the light beams R, G, and B.
[0070]
The light beams R, G, and B that are respectively modulated by the liquid crystal light valves 133, 134, and 135 to form predetermined image components are combined by a cubic dichroic prism 136, and are projected by a projection lens unit 137. The image is enlarged and projected on the screen 138 at a predetermined position.
[0071]
In the liquid crystal projector 120 described above, when the present embodiment is thinned, the liquid crystal light valve can also be formed thin, so that the entire apparatus can be downsized. In addition, by improving the heat dissipation of the liquid crystal panel module as described above, it becomes possible to reduce the amount of air blown by the cooling fan for forced cooling in the projection display device equipped with the liquid crystal panel module. Noise can be reduced.
[0072]
In the present embodiment, the above-described single crystal sapphire is preferably used as the transparent substrate. In this case, the transparent substrate formed of single crystal sapphire protrudes at least partially from the openings 30b and 30c of the case body 30, but the hardness of the transparent substrate is higher than that of various glasses as described above. Since it is extremely high, it is possible to prevent the occurrence of chipping or cracking caused by protruding from the case body.
[0073]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the electro-optical device according to the invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of the liquid crystal panel module of the third embodiment. In this embodiment, a liquid crystal panel 10 similar to that of each of the above embodiments is accommodated by a case body 40 that is substantially the same as that of the above second embodiment. In this embodiment, the transparent substrates 6 and 7 having a glass structure are bonded to the panel surface of the liquid crystal panel 10. The opening edge portions of the opening portions 40b and 40c of the case body 40 are the same as those in the above embodiments in that the opening edge portions are disposed closer to the liquid crystal panel 10 than the outer surfaces of the transparent substrates 6 and 7. The transparent substrates 6 and 7 used in this embodiment each have a laminated structure in which sapphire layers 6c and 7c made of single crystal sapphire are attached to glass layers 6b and 7b. As the glass layers 6b and 7b, for example, an inorganic glass having an appropriate thickness such as 0.7 mm subjected to a chemical strengthening treatment by an ion exchange method is used. Moreover, as the sapphire layers 6c and 7c, for example, those formed to have a final thickness of about 300 μm by polishing are used. The thickness of the sapphire layer is not limited to the above value, but is actually in the range of 50 to 1000 μm, which is preferable in terms of achieving both mechanical strength and material cost. . The glass layers 6b and 7b and the sapphire layers 6c and 7c can be bonded by using a liquid or sheet-like epoxy adhesive. The adhesive is preferably one that can provide sufficient adhesive strength and at the same time does not reduce the light transmittance as the transparent substrates 6 and 7 (having transparency after curing). Here, after bonding the glass layer and the sapphire layer, either one of the layers may be polished and thinned, or after bonding the both, the end portion or the like may be processed.
[0074]
In this embodiment, both of the transparent substrates 6 and 7 are surface-bonded to the liquid crystal panel 10 with the surfaces of the sapphire layers 6c and 7c being the outer surface. Since the sapphire layer has a high hardness as described above, the surface is hardly damaged and has excellent performance as a dustproof substrate. Moreover, since heat conductivity is high, the heat dissipation of the liquid crystal panel 10 can be improved. Furthermore, single crystal sapphire has a higher refractive index (n) than various glasses (having a refractive index of about 1.4 to 1.5). _o = 1.768, n _e = 1.760), the above-mentioned defocus effect can be sufficiently exhibited even if the transparent substrates 6 and 7 are thin.
[0075]
In this embodiment, the transparent substrates 6 and 7 have a structure in which single crystal sapphire and another transparent member are bonded to each other, so that the effect of preventing scratches and damage can be sufficiently obtained without using a large amount of expensive single crystal sapphire. A defocusing effect, an improvement in heat dissipation, and the like can be obtained.
[0076]
In addition, when using the transparent substrates 6 and 7 which laminated | stacked the sapphire layer and the other transparent member like this embodiment, only the thickness part of a sapphire layer from the opening parts 40b and 40c of the case body 40 is a case. In order to prevent damage to other transparent materials (glass or the like), it is preferable to configure so as to protrude outward. In this embodiment as well, light leakage from the periphery to the liquid crystal layer can be prevented by arranging the light shielding film 4a and the light shielding layer 12a provided on the liquid crystal layer side of the counter substrate 12 so as to overlap each other in plan view. .
[0077]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing a schematic structure of the liquid crystal panel module of the fourth embodiment, and FIG. 4B is a schematic plan view. The present embodiment has the same configuration as that of the second embodiment, the same reference numerals are given to the common configurations, the description thereof is omitted, and only different points will be described. In this embodiment, the transparent substrates 3 and 4 that are surface-bonded to the liquid crystal panel 10 are formed to be smaller than the counter substrate 12 of the liquid crystal panel 10, and the manufacturing cost is reduced by further reducing the amount of single crystal sapphire used. The structure is shown. Also in this embodiment, you may use the transparent substrates 6 and 7 which combined the sapphire layer which consists of single-crystal sapphire with another transparent raw material like the said 3rd Embodiment. In this case, the amount of single crystal sapphire used can be further reduced.
[0078]
Another feature of the present embodiment is that the stepped surface 52 is provided at the boundary portion between the counter substrate 12 and the transparent substrate 4 of the case body 50, and the stepped surface 52 is brought into contact with the outer surface of the counter substrate 12, whereby the liquid crystal panel 10. This is because the positioning in the thickness direction is performed. The liquid crystal panel 10 is positioned in the planar direction by the inner surface 51 as described above.
[0079]
Thus, by positioning the liquid crystal panel in the thickness direction by the stepped surface 52, the contact portion with the case body 50 is set on the inner surface of the overhang portion 11a of the element substrate 11 as in the above embodiments. Since there is no need, it is not necessary to avoid the wiring and connection terminals formed on the inner surface of the overhanging portion 11a, the mounted integrated circuit chip, and the like, and it is not necessary to form a complicated structure in the case body 50. In order to achieve the same effect, the outer surface of the element substrate 11 may be configured to abut on the step surface formed on the case body 50. In the present embodiment, the hole 50a of the case body 50 is formed with an opening 50d that opens downward in FIG. 4B, and the liquid crystal panel 10 extends from the opening 50d toward the panel surface. It can be inserted while sliding. The liquid crystal panel 10 is introduced from the opening 50d in a state where the flexible wiring board 16 shown in FIG. 4B is connected, and is fixed to the case body 50 with an adhesive described later.
[0080]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration as the above embodiment, and only different points will be described. In this embodiment, without using the case body shown in each of the above embodiments, the transparent substrate 8 or 9 that is surface-bonded to the liquid crystal panel 10 itself has a mounting and fixing structure for the mounting portion provided inside the projection display device. Provided. The transparent substrates 8 and 9 have a planar shape that is slightly larger than the liquid crystal panel 10, and mounting and fixing structures, that is, through holes 8 b and 9 b penetrating in the present embodiment, are provided at portions protruding outward from the periphery of the liquid crystal panel 10. Is formed. The liquid crystal panel module shown in FIG. Hole It is fixed inside the projection display device by bolts 8b and 9b.
[0081]
According to this embodiment, since the transparent substrates 8 and 9 themselves are used instead of the case body without using the case bodies as in the above embodiments, the thickness of the panel assembly itself is the same as the thickness of the liquid crystal panel module. Therefore, the liquid crystal panel module can be made thinner than before. At this time, since the transparent substrates 8 and 9 made of single crystal sapphire have a sufficient hardness, the possibility of causing scratches, chips and cracks on the surface can be reduced. Also, since the transparent substrate is slightly larger than the electro-optical panel, even if the adhesive protrudes between the electro-optical panel and the transparent substrate, the adhesive protruding from the transparent substrate is covered, so that it is more than the panel module. It can be prevented from flowing out. Furthermore, since the panel cross-sectional direction is an opening shape, the cooling performance is improved.
[0082]
In addition to the through holes as described above, various structures such as key grooves such as U-grooves, slits, and steps are formed as mounting and fixing structures for apparatus installation in correspondence with the structure on the mounting part side to be installed. can do. Further, the transparent substrates 8 and 9 are not limited to the case where the whole is formed of single crystal sapphire as in the present embodiment, but a combination of a sapphire layer and another transparent material as in the third embodiment. There may be.
[0083]
In the above-described embodiment, the element substrate 11 and the counter substrate 12 can be formed of a quartz substrate, a glass substrate, or the like. In any of the embodiments, at least one of the element substrate 11 and the counter substrate 12 is used. Can be composed of single crystal sapphire. According to such a configuration, since the element substrate 11 and the counter substrate 12 are formed of single crystal sapphire in addition to the transparent substrate, the heat dissipation of the electro-optical panel is improved by improving the thermal conductivity and the electro-optical panel. Since the temperature distribution in the panel surface is relaxed, it is effective for further reducing deterioration in image quality due to overheating and temperature distribution.
[0084]
The electro-optical device and the projection display device using the same according to the present invention are not limited to the above-described illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the transparent substrate is surface-bonded onto the panel surface of the liquid crystal panel, and at least the outer surface side portion of the transparent substrate has an extremely high thermal conductivity of 20 to 30 times that of various glasses. By configuring with high single crystal sapphire, the heat dissipation of the liquid crystal panel is improved by improving the thermal conductivity of the transparent substrate and the temperature distribution in the panel surface of the liquid crystal panel is relaxed, so image quality due to overheating and temperature distribution is reduced. The deterioration can be reduced, and the increase in energy consumption and noise due to the enhancement of the cooling means can be suppressed. Moreover, since the hardness of the outer surface side part of a transparent substrate can be raised, it can prevent that a damage | wound is formed in the surface of a transparent substrate, or a chip | tip and a crack generate | occur | produce in a transparent substrate. Furthermore, since single crystal sapphire has a higher refractive index than glass or the like, the defocus effect can be obtained even if the transparent substrate is formed thin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a first embodiment of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a second embodiment of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a third embodiment of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing a structure of a fourth embodiment of an electro-optical device according to the invention, and FIG. 4B is a schematic plan view.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a fifth embodiment of an electro-optical device according to the invention.
FIG. 6 is a schematic schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a projection display device using the electro-optical device according to the invention.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a schematic structure of a conventional liquid crystal panel module.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing a schematic structure of a conventional liquid crystal panel module.
[Explanation of symbols]
1, 2 Transparent substrate
1a, 4a Light shielding layer
3, 4, 6, 7, 8, 9 Transparent substrate (single crystal sapphire)
5 Shading substance
6b, 7b Glass layer
6c, 7c Sapphire layer
10 LCD panel
11 Element substrate
12 Counter substrate
12a light shielding layer
20, 30, 40, 50 Case body
30A housing part
30B, 30C outer housing
30a hole
30b, 30c opening
31, 35, 36 Inner surface
32, 33, 34 Step surface

Claims

In a liquid crystal device having a liquid crystal panel for a projection display device, a housing portion for housing the liquid crystal panel, and a case body having an opening corresponding to at least the display portion of the liquid crystal panel housed in the housing portion,
A transparent substrate having at least an outer surface made of single crystal sapphire is surface-bonded on at least one of the front and back panel surfaces of the liquid crystal panel, and the size of the outer surface of the transparent substrate is larger than the panel to be surface-bonded, and the transparent The substrate protrudes outward from the opening of the case body,
A liquid crystal device, wherein a space is provided between an inner surface of the case body and a peripheral portion of a bonding surface of the liquid crystal panel and the transparent substrate.

The liquid crystal device according to claim 1, wherein the transparent substrate has a laminated structure of a layer made of single crystal sapphire and a layer different from single crystal sapphire.

3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a step portion formed by the transparent substrate projecting from the outer surface of the case body is covered with a light shielding material.

4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal panel includes a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates, and the pair of substrates is made of single crystal sapphire.

5. A projection type display device comprising the liquid crystal device according to claim 1 as an image forming unit.