JPH01169424A - 投影用液晶パネル構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は液晶テレビ等の液晶パネルに形成されるカラ
ー画像をスクリーン上に拡大して投影する装置構造の技
術分野に属する。

く要旨の概要〉 ハロゲンランプ等の光源とスクリーンの所定距離手前に
設けられた投影との間にセットされて電子駆動装置に電
気的に接続されてカラー画像等を形成する投影用の液晶
パネル構造に関する発明であり、特に、液晶を密封状に
封入している一対のガラス基板のうち一方がガラス等の
光透過性の冷却ボックスを形成し、而して、該冷却ボッ
クスには冷却器が一体的に設けられて該冷却ボックス内
部に密封した冷却液等の流体を自然放冷させて液晶の所
定の機能を常に維持することが出来るようにした投影用
液晶パネル構造に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如く、近時の科学技術の発達はめざましいものが
あり、そのうちでも、情報産業に支えられている割合は
極めて多いものである。

而して、情報産業の中心を成す情報伝達手段としてテレ
ビが重要な働きをしているが、例えば、ブラウン管テレ
ビ等の在来の直視型のテレビは極めて限られた少人数用
に供せられるものであって、研究用、会議用、観賞用等
の多くの視聴者が一度に同一画像を視認するには、スク
リーン上にテレビの画面に形成された画像を拡大投影し
て視聴に供するようにされているものの、ブラウン管式
テレビ等のビデオプロジェクタ方式では概してスクリー
ン上の画像の明るさは充分でないために、確実な情報伝
達がなされなかったり、多くの視聴者の見づらさがあり
、場合によっては目に疲れを覚える等の点から普及を阻
害している。

これに対し、近時実用化の域に達している液晶テレビは
、光透過型であるために、光源から白色光等を照射して
液晶パネルを透過させ、レンズによりスクリーン上に液
晶パネルで形成された画像を拡大投影して実用に耐え得
るようにされる技術が研究されるようになってきた。

而して、一般の液晶パネルの構造を第３図によって略説
すると、所定の液晶１がＴＦＴ付画付置素電極２するガ
ラス基板３とカラーフィルタ４を有する電極５を設けた
ガラス基板６との間に封入されており、ガラス基板３と
ガラス基板６の外面には偏光板７．７が設けられている
。

上述の構造の液晶パネル８を用いてスクリーン上への画
像の拡大投影を第７図によってその基本的な態様を説明
すると、所定の光源１２よりの白色光等の光をレンズ１
３を介して液晶パネル８を透過させ、レンズ１４により
該液晶パネル４に形成された動画等の画像をスクリーン
１５上に拡大して投影するものである。

而して、当該拡大投影システムにあっては、用いられる
液晶テレビの液晶パネル８はＴＮ型の液晶素子を用いて
おり、上述した如くサンドイッチ型の構造にされており
、電極５をリード線９を介し画像作成用の電子駆動装置
１０に電気的に接続することにより、動画等の画像を形
成させるようにし、カラー画像の場合は色フィルタ１１
がセットされている。

而して、かかる液晶パネル８は上述の如く密着型のサン
ドイッチタイプであり、偏光板７、及び、色フィルタ１
１が液晶１に近接した状態でセットされているために帯
熱し易く放熱し難い構造にされており、液晶パネル８が
加熱され易く作像機能が失われ、スクリーン１５上に対
する画像の拡大投影が阻害される条件となっていた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 即ち、かかる構造の液晶パネル８の物理的動作特性とし
て、例えば、５０℃以上の温度では電子駆動装置１３の
制御による液晶パネル８の動作特性が著しく低下して画
像作成の応答性が急速に悪くなり、その機能が果せなく
なるというマイナス点かあ、す、輝度の大きな光を液晶
パネル８を透過させるプロセスにおいて、光が有してい
る熱エネルギーにより液晶パネル８の動作が機能しなく
なるという不具合があった。

ちなみに、光源１２からの光が液晶パネル８を透過する
プロセスにおいて、第１段の偏光板７で５０％、色フィ
ルタ１１で７５％の光が吸収され、更に、ガラス基板６
やＴＦＴ付電極電極液晶層１り約２０％吸収され、続い
て、第２段の偏光板７で５０％が吸収されるために、光
源１２から発射された光は偏光板７を通過すると５０％
になり、色フィルタ１１を通過すると１２．５％となり
、液晶１を通過すると１０％、続いて、偏光層１１を通
過すると５％となってスクリーン１５上には僅か５％の
光しか到達せず、９５％の光は途中で偏光板７、及び、
色フィルタ１１を含む液晶パネル８に吸収されることに
なり、したがって、液晶パネル８は著しく加熱すること
になって、上述の如＜５０℃以上の温度となって液晶パ
ネル８の画像作成機能が損われてしまうという欠点があ
り、結果的にスクリーン１５上に対する画像の拡大投影
が出来ないという欠点があった。

特に、色フィルタ１４は当然のことながら熱吸収率が著
しく大きく、液晶本体１に対し近接するため熱伝達が著
しく、これによってサンドイッチ構造の液晶パネル８の
放熱が妨げられ、温度上昇が著しくなるという難点があ
ったのである。

そこで、これに対処するに、第４．５．６図に示す様に
、一方のガラス基板６の肉厚内部に液晶１を囲うする状
態で冷却通路１６を形成し、図示しない小型ポンプ等を
介して冷却液源に接続させて強制循環し、液晶１の昇温
を防止するようにする技術が開発された。

しかしながら、かかる構造の液晶パネル８に於いては薄
いガラス基板６の肉厚内部に冷却用の循環通路１６を形
成させるために、著しく構造が複雑となり、コスト高に
つながるという不利点があり、又、小型のポンプや冷却
液体源を設けねばならず、更に、構造が複雑になってコ
スト高につながるという不具合があった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に基づくスクリーン投影
タイプの液晶パネルの昇温防止の冷却の問題点を解決す
べき技術的課題とし、液晶パネルに対し機械的駆動部を
持たず、簡単な放冷構造ながら液晶パネルを確実に冷却
することが出来、液晶機能を確実に維持させ、スクリー
ン上への拡大画像を投影することが出来るようにして情
報産業における画像技術利用分野に益する優れた投影用
液晶パネル構造を提供せんとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は前述
問題点を解決するために、光源からの光が液晶パネルを
透過して投影レンズによりスクリーン上に所定に拡大し
て液晶パネルに形成された画像を投影する際に透過光に
より経時的に液晶が加熱されて昇温しようとするプロセ
スにおいて、液晶パネルの一方側のガラス基板に光透過
性の冷却ボックスを付設して内部に所定の冷却流体を密
封し、該冷却ボックスに一体的に設けた冷却器により冷
却流体を放熱して液晶の効率的な冷却を図り、その昇温
を防止して液晶パネルの所定の機能を維持し、確実にス
クリーンに対する画像投影を行うことが出来るようにし
た技術的手段を講じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この発明の実施例を第１．２図に基づいて説明す
れば以下の通りである。尚、第３図以下の図面と同一態
様部分は同一符号を用いて説明するものとする。

又、液晶パネルについては第３図を援用してその構造を
省略するものとする。

第１図に示す実施例において、８′はこの発明の要旨の
中心を成す投影用の液晶パネルであり、第３図に示す在
来態様同様に一方のガラス基板３と他方の所定サイズ大
きく形成された他方のガラス基板６′との間には所定の
液晶１が密封状に封入されており、リード線９を介して
図示しない電子駆動装置に電気的に接続されて所定のカ
ラー画像等を形成するようにされている。

而して、ガラス基板６′はガラス等の光透過性材１８と
で所定の冷却液、例えば、エチレングリコール等を密封
した冷却ボックス１９を所定に形成している。

尚、矢印に示す様に、光源からの光透過による冷却液１
７′の膨縮を吸収するために、所定の部位、例えば、上
端部に樹脂製のダイヤフラム２１が設けられており、又
、冷却ボックス１９の上端部には所定形状の設定数複数
の冷却フィン２０．２０・・・が一体的に設けられて冷
却器を形成している。

このように、形成された液晶パネル８′は図示する様に
一種の固定構造体であり、何らポンプ等の機械的駆動部
を有していないものであり、著しく構造が簡素にされて
いる。

〈実施例−作用〉 上述構成において、第７図に示す様に、コンデンサレン
ズ１３と投影レンズ１４との所定部位にセットされた液
晶パネル８′に対して光源１２より光を投射すると、電
子駆動装置１２より液晶パネル８′に形成されたカラー
画像はスクリーン１５上に拡大して所定に投影される。

そして、前述した如く、透過する光は液晶１を昇温させ
ようとするが、冷却ボックス１９内の冷却液１７′は該
冷却ボックス１９内に於いて昇温部が上昇して冷却器と
してのフィン２０．２０を介して消滅し、冷却されて下
降し、ガラス基板６′を介して液晶１を機能的に冷却す
るために、該液晶１の昇温は防止され、液晶１の機能は
経時的に変化せず、安定した画像の拡大投影が維持され
る。

又、透過する光は冷却ボックス１９、及び、その内部の
冷却１７′が光透過性であるために、何ら支障なく透過
して液晶パネル８′に形成された画像を所定に拡大投影
をしていく。

そして、その冷却性能は冷却ボックス１９のサイズ、及
び、密封されている冷却液１７′の種類、フィン２０．
２０・・・のサイズ、数等により設計的に予め決められ
るものである。

而して、作動中の冷却液１７′の彫版縮小はダイヤフラ
ム２１の伸縮挙動により充分に吸収することが出来る。

次に、第２図に示す実施例においては液晶パネル８′が
その冷却ボックス１９の冷却液１７′に対する強制冷却
を周公知のヒートパイプ２２により行い、冷却器として
のフィン２０’　、２０’・・・により放熱し、常に液
晶１の昇温を防止してその機能の経時的変化がないよう
に維持する作用効果は実質的に上述実施例と何ら変わり
はないものである。

尚、当該実施例において１．ヒートパイプ２２の冷却ボ
ックス１９内に於ける位置は透過する光に支障のない部
位に設けられるようにすることは勿論のことであり、単
なる設計上の問題に過ぎないものである。

尚、この発明の実Ｍ態線は上述各実施例に限るものでな
いことは勿論であり、例えば、冷却流体は液体ばかりで
なく、気体でも良いことは勿論である。

又、ガラス基板の両側面に冷却ボックスを設ける等設計
変更的事項も種々可能であることも勿論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、ビデオテレビプロジェクタ等
とは異なり、その光透過性により鮮明で明るいカラー画
像等をスクリーンに拡大して投影することが出来る液晶
パネルの利点をそのまま生かしながら、ハロゲンランプ
等の光源からの光の透過によって不可避的に液晶の温度
が上昇して経時的にその機能を損うような虞が潜在的に
あるにもかかわらず、液晶パネルに一体的に並設した冷
却ボックスにより強制的に冷却されて機能維持が図るこ
とが出来る効果に加えて冷却ボックスがその内部に密封
状に封入している冷却液等の流体による冷却ボックス一
体内に設けた冷却器によって放熱して液晶を冷却するこ
とが出来、しかも、冷却ボックスと冷却器にはポンプ等
の稼動部がいらず、構造が簡単であり、液晶パネルの一
側外面に冷却ボックスを形成させるために、工作もし易
く製造が容易であり、コスト高等に結び付かないという
優れた効果が秦される。

しかも、構造が固定的であるために、即ち、稼動部がな
いために、形態移動したり、セット、リセットする場合
にも取り扱いが簡単で、そのうえ、故障等もほとんどな
いために、メンテナンスもし易いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１．２図はこの発明の各実施例であり、第３図は液晶
パネルの模式構造断面図、第４図は従来技術に基づく液
晶パネルの冷却構造の模式正面図、第５図は同第４図ｖ
−■断面図、第６図は同横断面図、第７図は液晶パネル
による画像拡大投影の模式側面図である。 １２・・・光源、　１４・・・投影レンズ、１０・・・
電子駆動装置、　　８′・・・投影用液晶パネル、１・
・・液晶、　　６′・・・ガラス基板、１９・・・冷却
ボックス１．　１７’・・・冷却流体、２０・・・冷却
器 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と投影レンズとの間にセットされ電子駆動装置に電
   気的に接続される投影用液晶パネル構造において、液晶
   を封入している一対のガラス基板の一方が光透過性の冷
   却流体を密封した冷却ボックスを形成し、該冷却ボック
   スに冷却器が一体的に付設されていることを特徴とする
   投影用液晶パネル構造。