专利名称：液晶显示设备和液晶投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示设备和液晶投影设备，并且涉及一种面板冷却方法。
背景技术：
在最近，已经开发出使用液晶面板作为液晶光阀的液晶投影设备。作为液晶投影设备，主要考虑为个人电脑所构造的数字投影设备、为家庭影院构造的正投设备、以及为背投电视构造的背投设备。
液晶投影设备大体上分为两种，即使用具有三种颜色(即，R(红)、G(绿)和B(蓝))的滤色器的液晶光阀(液晶面板)的单面板型，以及分别使用用于R、G和B的三条光路的三个单色液晶光阀(液晶面板)的三面板型。根据作为液晶投影设备的中心的液晶光阀是否为透射型或反射型，把该液晶投影设备分为透射型投影仪或反射型投影仪。
在此，液晶投影设备的三种面板透射型的光学系统被构成为使得分别对应于R、G和B的每种颜色的液晶光阀被置于处于相对状态的多面分色棱镜(正交棱镜)的三个光入射面上；以及分别通过相应的液晶光阀的R光、G光和B光由分色棱镜所合成并且照射到投影透镜。
在此时，每个液晶光阀由于吸收光线等原因而发热。因此，在工作时的温度(在下文中称为工作温度)增加。另一方面，在该液晶光阀中，有机材料不但用于液晶本身，而且还用于一个定向层、密封部分、偏振片、相差片等等。另外，有机材料还用于在薄膜晶体管(TFT)上的平坦薄膜等等上。因此，由于温度升高的光量的增强有可能造成可靠性变差。
因此，使用风扇的空气冷却方法和使用液体的冷却方法被提出作为一种冷却液晶光阀(液晶面板)的方法。在空间冷却方法中，通过旋转风扇而冷却液晶光阀，从而把空气吹到液晶光阀上。在液体冷却方法中，通过使冷却液体与液晶光阀相接触而冷却该液晶光阀。
但是，在空气冷却方法中存在一些不便，例如由于风扇旋转产生噪音或者使灰尘飞扬。在液体冷却方法中，需要把液晶冷却容器置于液晶光阀的周围，这对于小型化是不利的。另外，冷却液体的温度受到面板周围的环境温度的影响。因此，冷却效果容易变得不稳定。另外，存在不容易获得充分的冷却效果的问题。特别地，当由于小型化而使得光学部件之间的距离变短时，环境温度相应地增加。由于温度的增加，冷却液体的温度显著增加。因此，冷却效果变差。
在将来，随着液晶投影设备的高亮度、图像的高质量和显著地小型化的进程，液晶光阀(液晶面板)的像素密度和照射到液晶光阀的光量密度将增加。相应地，存在增加液晶光阀的工作温度的趋势。另一方面，液晶光阀的小型化(面板尺寸)将得到改进。因此，工作温度的增加会加速。在其它情况中，常规空气冷却方法或液体冷却方法不能够阻止液晶光阀的温度进一步增加，从而难以保持可靠性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新的液晶显示设备和液晶投影设备，其可以解决上述现有设备中存在的问题。
本发明的另一个目的是提供一种液晶显示设备和液晶投影设备，其可以防止随着温度增加或光量增加而导致可靠性下降的问题。
本发明的另一个目的是提供一种液晶显示设备和液晶投影设备，可以有效地冷却包括液晶面板在内的结构，并且涉及一种冷却液晶面板的方法。
根据本发明的液晶显示设备在接合状态下把液晶面板安装在棱镜的光入射面板上，并且把该面板与棱镜相整合，并且通过冷却装置来静态地强制冷却该整合结构。相应地，可以有效地冷却该液晶面板而不会导致由于风扇噪声或浮尘所造成的任何麻烦。另外，对于使用液晶面板作为液晶光阀的液晶投影设备，如果采用与上述所述相同的结构，则可以有效地冷却该液晶光阀，而没有由于风扇噪声或浮尘所造成的任何麻烦。
另外，根据本发明的液晶显示设备和液晶投影设备在接合状态下把液晶面板隔着具有高度导热性的透明基片安装在棱镜的光入射面上并且把该面板与棱镜相整合。
在根据本发明的液晶显示设备和液晶投影设备中，液晶面板在接合状态下隔着具有高度导热性的透明基片安装在棱镜的光入射面上，并且与该棱镜整合。相应地，在液晶面板中产生的热量被透明基片所吸收，并且所吸收的热量被棱镜所扩散。因此，该液晶面板被用作为冷却槽的棱镜有效地冷却。
可以通过本发明而获得的本发明的其它目的和特定的优点将在下文对实施例的描述中变得更加清楚。
图1为示出根据本发明的液晶投影设备的光学系统结构的一个例子的示意图；图2A和2B为示出根据本发明第一实施例的液晶投影设备的主要部分的示意图，图2A为侧视图，以及图2B为平面视图；图3为示出安装液晶面板的结构和冷却液晶面板的结构的主要部分的截面视图；图4为示出根据本发明第二实施例的液晶投影设备的主要结构的一个例子的侧视图；图5A和5B为用于说明本发明第二实施例的一种变型的示意图；图6为示出根据本发明第三实施例的液晶投影设备的主要结构的一个例子的透视图；图7为示出把一个棱镜与液晶面板相整合的结构的一个例子的平面示图；图8为示出把该棱镜与液晶面板相整合的结构的另一个例子的平面示图；图9为示出把该棱镜与液晶面板相整合的结构的另一个例子的平面示图；图10为示出把该棱镜与液晶面板相整合的结构的另一个例子的平面示图；图11为示出根据本发明第四实施例的液晶投影设备的主要部分的结构的一个例子的平面示图；图12为示出安装液晶的结构的主要部分的截面示图；图13为示出根据本发明第五实施例的液晶投影设备的主要结构的部分截面示图；以及图14为示出根据本发明第五实施例的液晶投影设备的主要结构的部件分解透视图。
具体实施例方式
在下文中将参考附图详细描述例如把本发明应用于三面板透射型液晶投影设备的实施例。
图1为示出应用本发明的液晶投影设备的光学系统结构的一个例子的示意图。在图1中，灯1为液晶投影设备的光源。例如，金属卤化物灯构成该灯1。在光线从灯1发出的方向中，按次序设置一个UV-IR(紫外-红外)截止滤光器2、光学积分器3、偏振转换元件4、第一透镜5和第一全反射镜6。
同时，在由第一全反射镜6所反射的光线方向上按次序设置第一分色镜7和第二全反射镜8。在由第一分色镜7所反射的光线方向上，按次序设置第二分色镜9，第二透镜10和第三全反射镜11。另外，在由第三全反射镜11所反射的光线的方向上，按次序设置第三透镜12和第四全反射镜13。
在由第二全反射镜8所反射的光线的方向上设置用于R(红色)的液晶光阀14。在由第二分色镜9所反射的光线的方向上设置用于G(绿色)的液晶光阀15。另外，在由第四全反射镜13所反射的光线的方向上设置用于B(蓝色)的液晶光阀16。在液晶光阀14、15和16的光入射侧上分别设置透镜17、18和19，并且另外设置偏振片20、21和22。分别具有以矩阵形式设置的薄膜晶体管(TFT)的TFT液晶面板可以用于液晶光阀14、15和16。在下文中，将把“液晶光阀”称为“液晶面板”。
在由液晶面板14、15和16所包围的区域中，设置一个分色棱镜23。该分色棱镜23在本发明中构成一个棱镜，并且被称为正交棱镜。分色棱镜23具有通过把四个棱镜接合而构成的多面体(六面体)和方形块结构。分色棱镜23具有三个光入射面和一个光出射面。在该光入射面上，分别设置处于相对状态的液晶面板14、15和16。在光照射面上，接合偏振片24。
在从分色棱镜23发出的光线方向上，设置一个投影透镜25。该投影透镜是通过在组合多个透镜而构成的，例如置于一条公共光轴上的5至10个透镜。
在如上文所述构成的液晶投影设备的光学系统中，从灯1发出的光线通过UV-IR截止滤光器2、光积分器3、偏振转换元件4和第一透镜5，并且进入第一全反射镜6。并且，该入射光线基本上被垂直反射。在此时，UV-IR截止滤光器2截止包含在从灯1发出的光线中的紫外线和红外线。
由第一全反射镜6所反射的光线被第一分色镜7有选择地通过或反射。也就是说，第一分色镜7使红光通过该镜，并且反射绿光和蓝光。通过第一分色镜7的红光被第二全反射镜8所反射，然后通过透镜17和偏振片20。在此之后，所通过的光线进入液晶面板14。
另一方面，由分色镜7所反射的绿光和蓝光被第二分色镜9有选择地通过或反射。也就是说，第二分色镜9使蓝光通过该镜，并且反射绿光。由第二分色镜9所反射的绿光通过透镜18和偏振片21，并且进入液晶面板15。
另外，通过第二分色镜9的蓝光通过第二透镜10，并且进入第三全反射镜11。然后，蓝光被第三全反射镜11基本上垂直地反射。另外，由第三全反射镜11所反射的蓝光通过第三透镜12并且进入第四全反射镜14。然后，蓝光被第四全反射镜13基本上垂直地反射。然后，蓝光通过透镜19和偏振片22，然后进入液晶面板16。
如上文所述，从灯1发出的光线(白光)被分为红光、绿光和蓝光，并且被分离的光线分别照射到液晶面板14、15和16。因此，通过对各个面板中的每个像素控制透射光量，而在三个液晶面板14、15和16的每一个上形成光学图像。
另外，已经分别通过液晶面板14、15和16的红光、绿光和蓝光进入分色棱镜23。在分色棱镜23中，从三个不同方向入射的红光、绿光和蓝光被综合，以产生由R、G和B所构成的光学图像。按照这种方式产生的光学图像从分色棱镜23的光出射面发出，并且通过偏振片24。然后，该图像进入投影透镜25。该投影透镜25把来自分色棱镜23的入射光(光学图像)放大，并且把放大的光学图像投影到屏幕(未示出)上。顺便提及，第一、第二和第三透镜5、10和12使R、G和B的光路长度相同。
图2A和2B示出根据本发明第一实施例的液晶投影设备的结构的主要部分的一个例子。图2A为侧视图，以及图2B为平面视图。图3为以放大的方式示出安装液晶面板的结构的主要部分的截面示图。
如图2B和3中所示，在分色棱镜23中的光入射的3个面上，分别以接合的方式安装液晶面板14、15和16。由此，分色棱镜23和液晶面板14、15和16相互整合。另外，冷却装置被置于分色棱镜23周围，从而静态地强制冷却由相关的分色棱镜23和液晶面板14、15和16所构成的整合结构。
在下文中，将利用图3中所示的液晶面板16作为一个例子描述安装液晶面板14、15和16的具体结构。
在分色棱镜23和液晶面板16之间插入一个偏振片26和透明玻璃基片27。该透明玻璃基片27由具有高的导热率的蓝宝石玻璃等等所制成。在液晶面板16的光入射侧上，即在与分色棱镜23相反的一侧上，设置一个防尘板28。该防尘板28由玻璃所制成，并且具有防止在光路上的灰尘处于投影透镜25的焦距上，从而导致散焦。
在分色棱镜23的光入射面上，按照一种方式把偏振片26，透明玻璃基片27和防尘板28与液晶面板16安装在一起，使它们的平面相互接触。也就是说，偏振片26的一个平面与分色棱镜23的光入射面相接触。偏振片26的另一个面与透明玻璃基片27的一个面相接触。液晶面板16的一个平面与透明玻璃基片27的另一个平面相接触，以及液晶面板16的另一个平面与防尘板28的一个平面相接触。
另外，该分色棱镜23、偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防尘板28通过使用由紫外线固化树脂所制成的透明粘合剂相互接合。为了粘合，需要使用具有折射率与分色棱镜23的材料基本上相同的树脂，例如n＝1.4至1.6的树脂。其原因是为了抑制在部件之间的接触面上的光反射(界面反射)。对于用作为粘合剂的树脂，例如可以采用丙烯酸类树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、硅树脂等等。另外，还可以采用硅胶、油等等。
在分色棱镜23的底面上，在与该底面相接触的状态下提供一个散热器。该散热器29由具有高导热率的金属材料所制成，例如铝。该散热器29从平面上观察具有四边形块状结构。升高部分30以整合的方式形成在散热器29的端部。升高部分30的上端面与液晶面板16和防尘板28相接触。
热管31盘绕在分色棱镜23的面板安装部分上。该热管31构成根据本发明的冷却装置的散热器。在分色棱镜23的上部分侧，热管31被设置为与分色棱镜23和透明玻璃基片27相接触的状态。在分色棱镜23的下部分侧，热管31不但被设置为与分色棱镜23和透明玻璃基片27相接触，而且还与散热器29相接触。对于散热器29，热管31与由上升部分30所形成的两个内侧角部分相接触。
在上述结构中，当液晶面板通过吸收光而发热时，该热量被各种热传输路径而吸收和分散。作为各种热传输路径，可以采用如下路径，例如通过防尘板28导向散热器29的路径；从透明玻璃基片27导向热管31的路径；用该面板周围的空气作为载热体由该热管吸收热量的路径；通过透明玻璃基片27、偏振片26和分色棱镜23导向散热器29的路径；从散热器29导向热管31的路径；热量从散热器29扩散到空气的路径；热量从防尘板28扩散到空气的路径；如此等等。
在实践中，根据本发明，液晶面板16以接合状态安装到分色棱镜23上，从而在两个部分之间的热传导区域得到保证。另外，热管31盘绕分色棱镜23。因此，除了在液晶面板16产生的热量可以由热管31直接吸收之外，可以由热管31有效地吸收从液晶面板16传送到分色棱镜23的热量。
另外，根据本发明，具有较高导热率的透明玻璃基片27被插入在分色棱镜23和液晶面板16之间。因此，可以把液晶面板16与分色棱镜23之间的热阻抑制到较低的程度。另外，热管31与透明玻璃基片27相接触。因此，可以由透明玻璃基片27吸收在液晶面板16中产生的热量，从而由热管31有效地吸热。
另外，散热器29与分色棱镜23的底面相接触，以及热管31与散热器29相接触。因此，可以由散热器29吸收从液晶面板16传送到分色棱镜23的热量，从而由热管31有效地吸热。
结果，液晶面板16与具有较大热容量的分色棱镜23相整合，并且被静态地强制冷却。因此，可以有效地减小液晶面板16的工作温度，而不使用常规方法中所用的风扇等等对该液晶面板进行动态冷却。另外，热管31被用作为冷却装置的散热器。因此，可以稳定地获得充分的冷却效果，而不影响环境温度。另外，通过接合透明玻璃基片27、散热器29等等，可以获得较高的冷却效果。
顺便提及，在上文所述的第一实施例中，透明玻璃基片27被插入在分色棱镜23和液晶面板16之间。但是透明玻璃基片27可以接合在液晶面板16的光入射侧。
下面将描述根据本发明的液晶投影设备的第二实施例。在该液晶投影设备中，如图4中所示，液晶光阀14、15和16分别直接接合在分色棱镜23的三个光入射面上，从而分色棱镜23与各个液晶光阀14、15和16相互整合。对于液晶光阀14、15和16的粘合，最好使用与第一实施例中所述的粘合剂相同的粘合剂，以抑制在接合面上的反射。
在分色棱镜23的底面上，把一个珀耳帖(Peltier)冷却元件32设置为与该底面相接触。该珀耳帖冷却元件32构成根据本发明的冷却装置的散热器。
在上述结构中，液晶光阀14、15和16之间接触并接合到分色棱镜23上。另外，在各个液晶光阀14、15和16中产生的热量被传送到分色棱镜23。另外，珀耳帖冷却元件32与分色棱镜23的底面相接触。因此，如上文所述传送到分色棱镜23的热量被珀耳帖冷却元件32所吸收。
相应地，通过把分色棱镜23与液晶光阀14、15和16整合而构成的结构被珀耳帖冷却元件32静态地强制冷却。因此，可以有效地降低液晶光阀14、15和16的工作温度，而不需要使用例如常规方式中所用的风扇等等来动态地冷却液晶面板。另外，珀耳帖冷却元件32被用作为冷却装置的散热器。因此，可以稳定地获得充分的冷却效果，而不对环境温度有任何影响。
顺便提及，在此所述的第二实施例的液晶投影设备中，珀耳帖冷却元件32被用作为散热器。但是，除了珀耳帖冷却元件32之外，可以使用如图5A的侧视图和5B的底视图所示的热管31。通过把热管31设置为与相关底面相接触的状态盘绕在分色棱镜23的底面上，可以获得如上文所述的效果。另外，通过把热管31盘绕在每个液晶光阀14、15和16的外围，在各个液晶光阀14、15和16中产生的热量可以被热管31所吸收，从而获得较好的冷却效果。
下面将描述根据本发明的液晶投影设备的第三实施例。该液晶投影设备按照与上述第二实施例相同的方式而构成，其中液晶光阀14、15和16直接接合在珀耳帖冷却元件32的三个光入射面上，如图6中所示。通过这种结构，构造该液晶投影设备，其中分色棱镜23和各个液晶光阀14、15和16相互整个。
作为散热器的珀耳帖冷却元件32从侧面观察具有四边形结构。支承部件33在该四边形的四个角处上升。每个支承部件33由长的L形板所构成。在其外侧板上，多个散热片34安装在纵向方向上。支承部件33和散热片34由具有较高导热率的金属材料所制成(例如，铝)。
在上文所述的情况中，分色棱镜23安装在珀耳帖冷却元件32上，而分色棱镜23的四个角与支承部件33相啮合。通过这种结构，珀耳帖冷却元件32与分色棱镜23的底面相接触。另外，以接合状态安装在分色棱镜23上的各个液晶光阀14、15和16以一种方式固定在两个支承部件33之间。
通过上述结构，在液晶光阀14、15和16中产生的热量被传送到分色棱镜23。所传送的热量被珀耳帖冷却元件32所吸收。当通过4个支承部件33被珀耳帖冷却元件32所吸收时，在液晶光阀14、15和16中产生的热量以及传送到分色棱镜23的热量被通过散热片34扩散到空气中。
结果，通过把分色棱镜23与液晶光阀14、15和16相互整合而构成的结构被珀耳帖冷却元件32和具有散热片34的支承部件33静态地强制冷却。因此，即使不使用例如常规方式中所用的风扇来冷却液晶面板，也可以充分地减小液晶光阀14、15和16的工作温度。另外，在该实施例中，珀耳帖冷却元件32被用作为冷却装置的散热器。因此，可以稳定地获得充分的冷却效果而不影响环境温度。另外，由于增加通过支承部件33和散热片34所提供的冷却效果，因此可以获得较高的冷却效果。
顺便提及，在第一、第二和第三实施例中，已经描述一种情况，其中热管31或珀耳帖冷却元件32被用作为冷却装置的散热器。但是，在根据图2和图3中所示的第一实施例的结构中，例如珀耳帖冷却元件32被设置为与散热器29的底面相接触的状态。然后，还可以采用使热管31和珀耳帖冷却元件32被用作为散热器的结构。
另外，风扇可以与上述部件一同被用作为一个辅助冷却装置。在这种情况中，可以用所谓的微风动作(breezing movement)来获得较高的冷却效果，其中风扇以较低的速度旋转。因此，可以把风扇噪声减小到不产生实质问题的程度。另外，由于减小风量，因此抑制灰尘飞扬的程度。因此，由于浮尘所造成的对图像质量的有害影响得到抑制。
另外，可以考虑把液晶光阀14、15和16安装到分色棱镜23上的结构的各种变型。例如，如图7中所示，可以考虑一种结构，其中相差片35、蓝宝石基片36和偏振片37被插入在分色棱镜23和液晶光阀14、15和16之间，并且这些部件以接合的状态相互整合。在这种情况中，最好蓝宝石基片36和相差片35比液晶基片更大，以增加导热性。另外，如图8中所示，可以考虑一种结构，其中相差片38、偏振片39和蓝宝石基片40被插入在分色棱镜23和液晶光阀14、15和16之间，并且这些部件以接合的状态相互整合。
另外，对于另一种变型，如图9中所示，可以考虑一种结构，其中相差片41、第一蓝宝石基片42、偏振片43以及第二蓝宝石基片44被插入在分色棱镜23和液晶光阀14、15和16之间，并且这些部件以接合的状态相互整合。另外，如图10中所示，可以考虑一种结构，其中第一蓝宝石基片45、相差片46、偏振片47和第二蓝宝石基片48被插入在分色棱镜23和液晶光阀14、15和16，并且这些部件以接合的状态相互整合。
在图9和图10中所示的整合结构的例子中，设计的自由度增加，另外，容易制造一种接合结构。另外，该部件分离地接合，并且可以最后接合玻璃、蓝宝石等等。不必说，在任何一个结构例子中，热管和珀耳帖冷却元件安装在棱镜的下部(底面)、有效像素外围和棱镜的上表面上。在上述结构例子中，偏振片和相差片可能是发热源。因此，通过把光学元件基片插入在分色棱镜和液晶面板之间，以使得相关棱镜与相关液晶面板相整合，增加冷却效果因此提高该元件的可靠性。
另外，把蓝宝石玻璃、十片叠层玻璃等等插入在例如偏振片、相差片这样的光学元件基片之间，以使得导热率均匀一致。另外，使用玻璃表面被覆盖具有良好导热性的透明导电膜(例如ITO膜)，从而可以增加导热性。
下面将参照附图描述根据本发明的液晶投影设备的第四实施例。
同样按照与第一至第三实施例中所述相同的方式构造该液晶投影设备，其中各个液晶光阀14、15和16以接合状态安装在分色棱镜23的三个光入射面上，如图11中所示。通过这种结构，分色棱镜23和各个液晶光阀14、15和16相互整合。
在下文中，将利用图12中所示的液晶面板16为例描述把液晶光阀14、15和16安装到分色棱镜23上的具体结构。
在分色棱镜23和液晶面板16之间，插入偏振片26和透明玻璃基片27。用于本实施例中的透明玻璃基片27最好由具有高导热性的基片材料所制成，例如蓝宝石玻璃、硼硅酸耐热玻璃、ZerodurR、十片叠层玻璃等等。顺便提及，最好使用没有双折射率的材料来作为透明玻璃基片27的材料。
在液晶面板16的光入射侧上，即在与分色棱镜23相对的一侧上，放置一个防尘板28。该防尘板28由玻璃所制成，并且防止存在于光路上的灰尘落在投影透镜25的焦距上从而导致散焦。
偏振片26、透明玻璃基片27和防尘板28与液晶面板16一同按照使它们的平面相互接触的方式装在分色棱镜23的光入射面上。也就是说，偏振片26的一个平面与分色棱镜23的光入射面相接触。偏振片26的另一个平面与透明玻璃基片27的一个平面相接触。液晶面板16的一个平面与透明玻璃基片27的另一个平面相接触，以及液晶面板16的另一个平面与防尘板28的一个平面相接触。
另外，通过使用透明粘合剂使分色棱镜23、偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防尘板28相互接合。对于该粘合剂，最好使用其折射率基本上与分色棱镜23的材料的折射率相同的树脂，例如n＝1.4或1.6的树脂或者紫外光固化树脂。其原因是为了抑制在元件之间的接触界面上的光反射(界面反射)。对于用作为粘合剂的树脂，例如可以采用丙烯酸类树脂、聚氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、硅树脂等等。另外，还可以采用硅胶、油等等。
在上述结构中，具有较高导热性的透明玻璃基片27插入在分色棱镜23和液晶面板16之间。因此，可以抑制液晶面板16和分色棱镜23之间的热阻。另外，可以由透明玻璃基片27吸收在液晶面板16所产生的热量，并且所吸收的热量被有效地从透明玻璃基片27和分色棱镜23中扩散。在这一方面，其它液晶光阀14和15也具有相同的功能。
结果，液晶光阀14、15和16被用作为冷却槽具有较大热容量的分色棱镜23有效地冷却。因此，可以有效地减小液晶光阀14、15和16的工作温度，而不需要使用与常规方式相同的风扇来冷却该液晶面板。另外，对于在把每个液晶光阀14、15和16安装到分色棱镜23上并且在它们之间插入有透明玻璃基片27的结构中，可以应用于一种制造方法中，其中使多个液晶面板形成在具有较大直径的玻璃基片上，然后把玻璃基片沿着预定的线路切割，从而同时获得被分为多块的多个液晶面板。
下面参照图13和图14描述根据本发明的液晶投影设备的第五实施例。在该液晶投影设备中，将按照与上述实施例相同的方式以液晶面板16为例描述把液晶光阀14、15和16安装到分色棱镜23上的特殊结构。
在图13和14中，偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防尘板28通过使用粘合剂相互接合。液晶面板16通过接触接合方法以可分离的方式安装到分色棱镜23上。
更加具体来说，支承部件130从平面形状为矩形的底板的四个角上升。该底板129可以形成为与液晶投影设备的底部整合。每个支承部件130是长的L形板，并且最好由具有高的导热性的金属材料所制成，例如铝、钢铁等等。
镙钉孔H1至H8，总共有8个孔，被提供在两个支承部件130中，对应于四个支承部件130中的液晶面板16的安装位置。两个镙钉孔H9和H10被提供在底板129上。在这些镙钉孔中，镙钉孔H1至H4用于通过接触接合把液晶面板16固定到分色棱镜23上。另一方面，镙钉孔H5至H8、H9和H10用于在横向方向(即在图14的箭头X的方向上)、在垂直方向上(即在图14的箭头Y的方向上)、以及在旋转方向上(即，在图14有箭头θ的方向上)调节液晶面板16的安装位置。
在通过使用如上文所述构成的底板129和四个支承部件130把液晶面板16安装在分色棱镜23上的情况中，首先，分色棱镜23被置于底板129的预定位置上然后固定。通过粘合剂把分色棱镜23的底表面接合到底板129的上表面上而执行分色棱镜23的固定。相应地，分色棱镜23被置于由四个支承部件130所包围的空间中。
接着，通过接合偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防尘板28而构成整合部件被置于接近分色棱镜23的光入射面。在这种情况中，上文所述的整合部件从上方与插入在具有8个镙钉孔H1至H8的两个升高部分30之间的透明玻璃基片27相组装。相应地，四个镙钉孔H1至H4以相对的状态放置，预定的开孔插入在透明玻璃基片27的正面上，这是与液晶面板16外部的有效像素区域不同的一个面。四个镙钉孔以相对的状态通过透明玻璃基片27侧面上的预定开孔。两个镙钉孔H9和H10以相对状态置于透明玻璃基片27的下端面上。
然后，镙钉S1至S10分别被旋进镙钉孔H1至H10。同时，通过旋转镙钉S1至S10而适当地调整液晶面板16的安装位置。镙钉S1至S10可以在固定分色棱镜23的步骤之前，或者在插入包含液晶面板16的整合部件中之前旋进支承部件130。
在观察实际显示在屏幕上的图像的同时执行液晶面板16的位置调节。对于调节的处理，首先，要旋进4个镙钉孔H1至H4的镙钉S1至S4与透明玻璃基片27的正面相接触，并且通过由镙钉S1至S4所给的压力把透明玻璃基片27紧紧地压向分色棱镜23侧。相应地，偏振片26被紧紧地压向分色棱镜23的光入射面。在这种状态中，当旋转镙钉S5至S8、S9和S10时，透明玻璃基片27的位置根据各个镙钉的旋转方向和旋转角而改变，并且液晶面板16的位置也相应地整体改变。因此，可以在各种方向上调节(细调)液晶面板16相对于分色棱镜23的安装位置。
换句话说，可以通过适当地旋转镙钉S5至S8而在横向方向上(即，在图14的箭头X的方向上)调节液晶面板16的安装位置。另外，通过适当地旋转S9和S10，而在垂直方向上(即，在图14的箭头Y的方向上)调节液晶面板16的安装位置。通过适当地旋转S5至S8、S9和S10，而在旋转方向上(即，在图14的箭头θ的方向上)调节液晶面板16的安装位置，即可以执行倾斜调节。
顺便提及，如果液晶面板16的安装位置可以在横向方向、垂直方向和旋转方向上调节，则可以任意设置镙钉和镙钉孔的数目。另外，如果液晶面板16以接合状态通过偏振片26和透明玻璃基片27安装在分色棱镜23的光入射面上，则可以在图14的箭头Z的光轴方向上高度精确地确定该面板相对于分色棱镜23的位置。因此，不必调节该面板在光轴方向上的位置。另外，也不必调节该面板相对于分色棱镜23的光入射面的平行度。
如上文所述，在调节液晶面板16的安装位置之后，通过旋紧镙钉S1至S4把液晶面板16与透明玻璃基片27一同固定到分色棱镜23上。在这种情况中，可以通过使用衬垫由镙钉S1至S4固定透明玻璃基片27。另外，在镙钉S1至S4被旋紧并固定到升高部分30上的部分可以通过使用例如瞬间粘合剂等等这样的固定方法来固定和增强，从而防止由于镙钉松动等等所造成液晶面板16的偏移。在镙钉部分使用衬垫的情况中，包括衬垫的部分被增强和固定。
如上文所述，根据本发明第五实施例的液晶投影设备如此构成，使得通过使用镙钉的接触接合方法把液晶面板16以可折卸的方式安装到分色棱镜23上。因此，可以容易地执行部件的更换等等操作。相应地，例如即使当该液晶面板发生一些故障，可以容易地通过更换故障部件或者修复该液晶面板而处理。另外，由偏振片26、透明玻璃基片27、液晶面板16和防尘板28所构成的整合部件不直接通过粘合剂接合到分色棱镜23上。因此，容易在组装处理中装卸该部件。另外，容易保持清洁的环境，从而有效地防止污物和灰尘的产生。
另外，该液晶投影设备包括位置调节功能，用于调节液晶面板的安装位置。因此，可以精确和容易地调节3个液晶光阀14、15和16之间的相互位置。相应地，容易精确地在屏幕上协调红(R)、绿(G)和蓝(B)的像素，从而形成精确的图像。
顺便提及，把液晶光阀14、15和16固定到分色棱镜23上的方法不限于使用镙钉的上述接触接合方法。例如，可以采用如下接触接合方法。该接合方法如此构成；其中通过非硬化状态或半硬化状态下的粘合剂层把透明玻璃基片27与偏振片26一同压在分色棱镜23的光入射面上；然后在该状态中，用上述方式调节面板的位置；在此之后，通过完全硬化(永久硬化)该粘合剂层和固定该面板。
在根据本发明的上述实施例中，已经描述把本发明应用于液晶投影设备的例子。但是，本发明不但用于液晶投影设备而且还可以用于采用把液晶面板与棱镜的光入射面相对方式放置的结构的整个液晶显示设备。在这种情况中，可以获得在把本发明用于上述液晶投影设备的情况相类似的优点。
工业应用性如上文所述，根据本发明，液晶面板以粘合的方式固定在棱镜的光入射面上并且相互整合。然后，该整合结构由冷却装置静态地强制冷却。相应地，可以有效地冷却液晶面板，而没有由于风扇噪声或扬尘所造成的麻烦。
另外，根据本发明，该液晶面板被通过粘合的方式通过该透明基片固定在具有高导热率的光入射面上，并且相互整合。相应地，可以有效地冷却该液晶面板而没有由于风扇噪声和扬尘所造成的任何麻烦。
通过把本发明用于使用液晶面板作为液晶光阀的液晶投影设备，可以使该设备在非常安静的使用环境下把精确图像投影在屏幕上。另外，对于液晶面板的冷却效果通过与棱镜整体构造而增强。因此，可以显著减小该液晶面板的工作温度。对于该设备的小型化，通过使该设备小型化并且提高图像亮度而实现液晶面板的小型化，可以把液晶面板的工作温度抑制到较低的程度并且保持高度可靠性。
权利要求
1.一种液晶显示设备，在接合状态下把液晶面板安装在棱镜的光入射面板上，以把该面板与棱镜相整合，并且包括冷却装置，用于静态地强制冷却该整合结构。
2.根据权利要求1所述的设备，使用珀耳帖冷却元件或者热管或这两者作为冷却装置的散热器。
3.根据权利要求1所述的设备，把光学元件插入在棱镜和液晶面板之间，并且把相关棱镜与相关液晶面板相整合。
4.根据权利要求1所述的设备，把透明玻璃基片插入在棱镜和液晶面板之间，并且把相关棱镜与相关液晶面板相整合。
5.根据权利要求1所述的设备，通过粘合剂把该棱镜接合到该液晶面板上。
6.根据权利要求5所述的设备，其中该粘合剂是透明的并且由折射率基本上与棱镜的材料的折射率的树脂所制成。
7.一种液晶投影设备，在接合状态下把液晶光阀安装在棱镜的光入射面板上，以把该光阀与棱镜相整合，并且包括冷却装置，用于静态地强制冷却该整合结构。
8.根据权利要求7所述的设备，使用珀耳帖冷却元件或者热管或这两者作为冷却装置的散热器。
9.根据权利要求7所述的设备，把光学元件插入在棱镜和液晶光阀之间，并且把相关棱镜与相关液晶光阀相整合。
10.根据权利要求7所述的设备，把透明玻璃基片插入在棱镜和液晶光阀之间，并且把相关棱镜与相关液晶光阀相整合。
11.根据权利要求7所述的设备，通过粘合剂把该棱镜接合到该液晶光阀上。
12.根据权利要求11所述的设备，其中该粘合剂是透明的并且由折射率基本上与棱镜的材料的折射率的树脂所制成。
13.一种冷却面板的方法，在接合状态下把液晶面板安装在棱镜的光入射面板上，以把该面板与棱镜相整合，以及静态地强制冷却该整合结构。
14.一种液晶显示设备，液晶面板在接合状态下隔着具有高度导热性的透明基片安装在棱镜的光入射面上，并且与该棱镜整合。
15.根据权利要求14所述的设备，通过粘合剂把棱镜、透明基片和液晶面板之间的至少一个界面粘合。
16.根据权利要求14所述的设备，以可拆卸的方式把该液晶面板安装到棱镜上。
17.根据权利要求14所述的设备，其中包括调节液晶面板的安装位置的位置调节功能。
18.根据权利要求14所述的设备，其中该透明基片是光学元件基片或玻璃基片。
19.根据权利要求15所述的设备，其中该粘合剂是透明的并且由折射率基本上与棱镜、透明基片和液晶面板之一的折射率相同的树脂所制成。
20.一种液晶投影设备，在接合的状态下通过具有高导热率的透明基片把液晶面板安装在棱镜的光入射面上，从而使该面板与棱镜相整合。
21.根据权利要求20所述的设备，通过粘合剂把棱镜、透明基片和液晶面板之间的至少一个界面粘合。
22.根据权利要求20所述的设备，以可拆卸的方式把该液晶面板安装到棱镜上。
23.根据权利要求20所述的设备，其中包括调节液晶面板的安装位置的位置调节功能。
24.根据权利要求20所述的设备，其中该透明基片是光学元件基片或玻璃基片。
25.根据权利要求21所述的设备，其中该粘合剂是透明的并且由折射率基本上与棱镜、透明基片和液晶面板之一的折射率相同的树脂所制成。
26.一种冷却面板的方法，在接合的状态下通过具有高导热率的透明基片把液晶面板安装在棱镜的光入射面上，从而使该面板与棱镜相整合，并且冷却该液晶面板。
全文摘要
本发明是一种使用液晶面板的液晶投影设备。该设备包括紧密地整体附着到多面体的分色棱镜(23)的光入射面上的液晶面板(16)，以及用于静态地强制冷却该整合结构的散热器(29)和热管(31)。具有这种结构的液晶投影设备将有效地冷却该液晶面板而没有由于风扇噪声和扬尘的缺陷。
文档编号G03B21/00GK1398357SQ01804730
公开日2003年2月19日 申请日期2001年12月4日 优先权日2000年12月8日
发明者贝濑喜久夫, 小林三辉也, 西原静夫 申请人:索尼株式会社