(57)【要約】【課題】液晶パネルで発生する黒ムラを抑制することが可能な投射型表示装置を提供する。【解決手段】投射型表示装置（１００）は、液晶パネル（２４）と、液晶パネルを支持するベース部材（２３）と、液晶パネルの側面（２４ｃ）とベース部材とを接着する接着部（２３ｃ）とを有し、ベース部材は、液晶パネルの裏面（２４ｂ）の一部が滑動可能に接触する接地放熱面（２３ｊ）を有し、ベース部材は、さらに、接地放熱面の内周部（２３ｍ）において、液晶パネルの裏面と接触しない斜面形状部（２３ｆ）またはＲ形状部（２７）を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルを支持するベース部材と、
前記液晶パネルの側面と前記ベース部材とを接着する接着部と、を有し、
前記ベース部材は、前記液晶パネルの裏面の一部が滑動可能に接触する接地放熱面を有し、
前記ベース部材は、さらに、前記接地放熱面の内周部において、前記液晶パネルの前記裏面と接触しない斜面形状部またはＲ形状部を有する
ことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記ベース部材は、前記接地放熱面の前記内周部において、前記液晶パネルの前記裏面と接触しない平面部を更に有する
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記斜面形状部または前記Ｒ形状部は、前記ベース部材に形成された開口部の側面に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記接地放熱面の一部に凹部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの前記裏面と前記ベース部材の前記斜面形状部または前記Ｒ形状部との間に熱伝導部を更に有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
光軸と直交する方向における前記斜面形状部の長さをＤ１、光軸方向における前記斜面形状部の長さをＤ２とするとき、
０．０２≦Ｄ２／Ｄ１≦０．５０
を満たす
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記ベース部材の前記開口部に挿入されたヒートシンク部材を更に有する
ことを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記液晶パネルの前記裏面と前記ヒートシンク部材との間に熱伝導部を更に有する
ことを特徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記液晶パネルは反射型の液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記液晶パネルは透過型の液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネルを備えた投射型表示装置は高輝度化および高コントラスト化が進み、黒表示時の輝度ムラ（黒ムラ）の品位が重視されている。一般的に、黒ムラの発生原因は、光学系における面内の複屈折（光弾性）による。このような複屈折の発生を低減するには、液晶パネルに発生する機械的および熱的な応力を低減する必要がある。この場合、液晶パネルとして線膨張係数の小さい材料が用いられる。
【０００３】
特許文献１には、プレートのパネル配置穴に配置された電気工学パネルの端部とプレートとを４個所に設けたＵＶ硬化性接着剤により固定された電気光学モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９７５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高輝度の投射型表示装置においては、液晶パネルの放熱性を向上させるため、液晶パネルを保持するベース部材として、線膨張係数の大きい金属材料（鉄系材料）を用いる必要がある。このため、特許文献１に開示された構成では、ベース部材が温度変化により液晶パネルに対して移動または変形する際に、液晶パネルとベース部材との間の摩擦力や干渉により、液晶パネルに応力が加わる可能性がある。その結果、液晶パネルに複屈折が発生し、黒ムラの発生により画質が低下する。
【０００６】
そこで本発明は、液晶パネルで発生する黒ムラを抑制することが可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての投射型表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルを支持するベース部材と、前記液晶パネルの側面と前記ベース部材とを接着する接着剤とを有し、前記ベース部材は、前記液晶パネルの裏面の一部が滑動可能に接触する接地放熱面を有し、前記ベース部材は、さらに、前記接地放熱面の内周部において、前記液晶パネルの前記裏面と接触しない斜面形状部またはＲ形状部を有する。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液晶パネルで発生する黒ムラを抑制することが可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】各実施例における投射型表示装置の構成図である。
【図２】各実施例における液晶パネルユニットの斜視図である。
【図３】実施例１における液晶パネルユニットの断面図である。
【図４】実施例１におけるベース板の斜視図である。
【図５】実施例１における液晶パネルユニットの拡大断面図である。
【図６】実施例２における液晶パネルユニットの断面図である。
【図７】実施例３におけるベース板の斜視図である。
【図８】実施例３におけるベース板の平面図である。
【図９】実施例１における変形例としての液晶パネルユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、図１を参照して、本発明の実施例１における投射型表示装置（液晶プロジェクタ）の光学系について説明する。図１は、本実施例における投射型表示装置１００の構成図であり、投射型表示装置１００の光学系ユニットを側面から見た図を示している。
【００１３】
光源バルブ（光源）１を出射した光は、反射鏡２で反射されてフライアイレンズ３に入射する。フライアイレンズ３により瞳分割された光は、フライアイレンズ４に入射した後、ＰＳ変換素子（偏光変換素子）５に入射し、光源バルブ１から出射されたランダム偏光はＰ偏光に揃えられて出射する。ＰＳ変換素子５からの光は、コンデンサレンズ６に入射する。コンデンサレンズ６により集光された光は、色分離光学系に入射する。色分離光学系は、後述のように、ダイクロミラー７および偏光ビームスプリッタ９、１３等を含む。
【００１４】
ダイクロミラー７は、色分離光学系に入射した光を、直進する緑色光とそれ以外のマゼンダ光とに分離する。１／２波長板８は、直進した緑色光をＳ偏光に変換し、その光は偏光ビームスプリッタ９の反射面で反射して１／４波長板１０を通過する。１／４波長板１０を通過した光は、緑色用のパネル（液晶パネル）１１に入射し、変調される。緑色用のパネル１１で変調された光は、再び１／４波長板１０に入射し、色合成プリズム１８に入射する。
【００１５】
一方、青色光および赤色光は、カラーセレクト素子１２に入射する。赤色光は例えばＰ偏光に変換され、青色光はそのままＳ偏光で偏光ビームスプリッタ１３に入射する。Ｓ偏光の青色光は偏光ビームスプリッタ１３の反射面で反射し、Ｐ偏光の赤色光は透過する。そして青色光は１／４波長板１６を通過した後、青色用のパネル（液晶パネル）１７に入射して変調される。変調された青色光は、再び１／４波長板１６に入射した後、色合成プリズム１８に入射する。赤色光は１／４波長板１４を通過した後、赤色用のパネル（液晶パネル）１５に入射して変調される。変調された赤色光は、再び１／４波長板１４に入射し、偏光ビームスプリッタ１３で反射した後に色合成プリズム１８に入射する。緑色用のパネル１１、青色用のパネル１７、および、赤色用のパネル１５はそれぞれ、偏光ビームスプリッタ９、１３の非透過面に対してパネル保持板１９ａ、２１ａ、２０ａおよびスペーサ部材１９ｂ、２１ｂ、２０ｂにより接着固定されている。色合成プリズム１８により赤光、緑光、および、青光のそれぞれが合成された白色光は、投射レンズ２２に入射する。投射レンズ２２から出射された光は、拡大されてスクリーン上（不図示）に投影される。
【００１６】
次に、図２乃至図５を参照して、液晶パネルユニット（緑色用のパネル１１、青色用のパネル１７、または、赤色用のパネル１５）の特徴について説明する。図２は、液晶パネルユニット３０の斜視図である。図３は、液晶パネルユニット３０の断面図である。図４は、液晶パネルユニット３０のベース板（ベース部材）２３の斜視図である。図５は、液晶パネルユニット３０の拡大断面図である。なお、各色光用のパネル１１、１５、１７のメカ構造は概ね同じである。図２に示される液晶パネル２４は、図１に示される緑色用のパネル１１、青色用のパネル１７、または、赤色用のパネル１５のいずれかに相当する。
【００１７】
ベース板２３は、液晶パネル２４を支持する。ベース板２３には、前述のスペーサ部材１９ｂ、２０ｂ、２１ｂを接着固定するための接着面２３ｂが設けられている。ベース板２３は、接着剤（接着部）２３ｃで液晶パネル２４と接着され固定されている。例えば、ベース板２３ａに設けられたリブ２３ｄの内壁部と液晶パネル２４の側面２４ｃとを接着剤２３ｃで固定する。
【００１８】
ベース板２３の中心部には、開口部２３ｅが形成されている。開口部２３ｅには、ヒートシンク部材２５が挿入されている。ヒートシンク部材２５と液晶パネル２４の底面との間にはギャップ２３ｇが設けられており、ギャップ２３ｇには熱伝導性グリス（熱伝導部）３６が塗布されている。液晶パネル２４で発生した熱は、ヒートシンク部材２５および熱伝導性グリス３６を介して放熱される。一般的に、ヒートシンク部材２５は、熱伝導係数が高い材料（アルミニウム等）で構成されている。一方、液晶パネル２４を固定するベース板２３ａは、一般的に液晶パネル２４の材質が結晶性の硝子やシリコンからなるため、線膨張係数の近い、線膨張係数の比較的小さい材料である鉄系の材料（インバー、コバール、Ｆｅ−４２Ｎｉ材等）で構成される。すなわち、液晶パネル２４の温度が変化した場合や環境温度が変化した場合でも、線膨張によるサイズ変化が起きないように構成されている。液晶パネル２４とベース板２３ａとの間に線膨張の差によるサイズ変化が発生すると、ベース板２３に対して液晶パネル２４が干渉し、ベース板２３に対する液晶パネル２４の位置ずれが発生する可能性があるためである。
【００１９】
温度が変化した場合にベース板２３に対して液晶パネル２４が干渉するか否かは、例えば、ベース板２３の形状や、液晶パネル２４のベース板２３に対する固定方法に依存する。または、ベース板２３ａのパネル保持板１９ａ、２０ａ、２１ａおよびスペーサ部材１９ｂ、２０ｂ、２１ｃに対する固定方法に依存する。一方、ベース板２３を線膨張の小さい鉄系の材料で構成すると、熱伝導係数がヒートシンク部材２５で用いられるアルミ材料に対して低くなる傾向がある。これにより、液晶パネル２４とともに昇温しやすい。
【００２０】
投射型表示装置１００の高輝度化に伴いヒートシンク部材２５での放熱能力にも上限があり、黒ムラ性能を向上させるには、ベース板２３からの放熱性を考慮する必要がある。このため、本実施例において、ベース板２３に放熱性の高い熱伝導係数の高い材料を使用する。この際、液晶パネル２４に対してベース板２３は線膨張によりサイズ変化が大きくなる。例えば、前述したベース板２３の開口部２３ｅの段差部の稜線の位置が液晶パネル２４に対して移動する。このため、液晶パネル２４に対するベース板２３の接地放熱面（接触面）２３ｊを滑動部とする。すなわち設置放熱面２３ｊには、液晶パネル２４の裏面２４ｂの一部が滑動可能に接触する。
【００２１】
環境温度または液晶パネル２４の温度が変化すると、液晶パネル２４に対してベース板２３が滑動し、ベース板２３と液晶パネル２４との間の相対位置が変化する。ベース板２３に対する液晶パネル２４の固定方法が液晶パネル２４の中心に対して対称になるように固定されている場合、液晶パネル２４に対してベース板２３も対称に変位するため、基準となる光学系に対して液晶パネル２４の位置は変化しない。一方、例えば液晶パネル２４に対するベース板２３の段差部の稜線がエッジ部である場合（段差部が９０度の角度を有する場合）、エッジ部が液晶パネル２４の底面と干渉すると、液晶パネル２４に対するベース板２３の位置の変動が光学系に対して対称ではなくなる。このため、液晶パネル２４の位置変動が発生して画質が劣化する。また、エッジ部が液晶パネル２４に対して干渉することで液晶パネルに応力が発生し、応力により生じた複屈折により黒ムラ（画質）が劣化する。
【００２２】
このため本実施例では、図３乃至図５に示されるように、ベース板２３の内周部２３ｍ（開口部２３ｅの側面）、すなわちベース板２３の段差部の稜線（開口部２３ｅの側面（ベース板２３の内周面）と接地放熱面２３ｊとの交線）に斜面形状部２３ｆを設ける。これにより、ベース板２３の内周部２３ｍが液晶パネル２４の裏面２４ｂに接触しないように構成することができるため、前記問題を回避することができる。また、図５に示されるようにギャップ２３ｇと液晶パネル２４の裏面２４ｂとの間に熱伝導性グリス３６ａを塗布するのとは別に、斜面形状部２３ｆに熱伝導性グリス３６ｂを塗布する。このため、斜面形状部２３ｆからベース板２３に対して更に効果的に熱伝導させることができる。これにより、液晶パネル２４で発生した熱の一部をベース板２３より放熱させることが可能となる。
【００２３】
本実施例において、光軸ＯＡと直交する方向における斜面形状部２３ｆの長さをＤ１、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）における斜面形状部２３ｆの長さをＤ２とするとき、以下の条件式（１）を満たすことが好ましい。条件式（１´）を満足すると、より好ましい。
【００２４】
０．０２≦Ｄ２／Ｄ１≦０．５０  …  （１）
０．１５≦Ｄ２／Ｄ１≦０．５０  …  （１´）
条件式（１）の下限を超えると、斜面形状部２３ｆの斜面が実質的に平面となり、段差部２３ｈの影響により本実施例の効果が低減する。一方、条件式（１）の上限を超えると、斜面形状部２３ｆに段差部２３ｉが形成され、段差部２３ｉの影響により本実施例の効果が低減する。
【００２５】
冷却風による冷却手段（不図示）は、ヒートシンク部材２５に対して積極的に送風するように構成されているが、ベース板２３に拡張することで液晶パネル２４をより冷却することが可能となる。この方法により、投射型表示装置１００が高輝度化した場合でも、液晶パネル２４の位置変動を抑制しつつ、黒ムラを改善した画質の良い投射型表示装置１００を構成することが可能となる。また、斜面形状部２３ｆに熱伝導性グリスを塗る効果としては、断面において斜面形状部２３ｆと液晶パネル２４の裏面２４ｂでくさび形状を形成していることが好ましい。くさびの細くなっている方向に向かってグリスが浸透する効果を期待できるためである。グリスがより細くなっている方向に向かって自然と広がるため、結果的に、広い範囲にグリスを塗布することができ、放熱効果を高めることが可能となる。
【００２６】
なお本実施例では、液晶パネル２４として反射型の液晶パネルに関して説明したが、これに限定されるものではなく、透過型の液晶パネルにも適用可能である。図９は、透過型の液晶パネル２４ａを備えた液晶パネルユニット３０ｂの断面図である。液晶パネルユニット３０ｂは、基本的な構成は液晶パネルユニット３０と同様であるが、液晶パネル２４ａへの入射光（図９中の矢印）を透過させる必要があるため、中央に開口部２５ｂが形成されたヒートシンク部材２５ａが用いられる。液晶パネル２４ａへの入射光は、図９の矢印で示されるように紙面上側から液晶パネル２４ａに入射してもよいし、逆側から入射してもよい。
【実施例２】
【００２７】
次に、図６を参照して、本発明の実施例２における液晶パネルユニット３０ａについて説明する。図６は、液晶パネルユニット３０ａの拡大断面図である。実施例１ではベース板２３の中央の開口部２３ｅ（ベース板２３の内周部２３ｍ）に斜面形状部２３ｆを設けた構成について説明したが、斜面形状部２３ｆに代えて平面部２６と（稜線に設けられた）Ｒ形状部２７とを備えた構成を採用してもよい。
【００２８】
Ｒ形状部２７の中心は、平面部２６よりも光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）において液晶パネル２４から離した位置に配置する。Ｒ形状部２７の曲率半径が大きくなるように配置すると、液晶パネル２４に対するＲ形状部２７の接線の角度θが小さくなり、斜面形状部２３ｆと比較して液晶パネル２４の裏面２４ｂにベース板２３のエッジが当たらなくなるため、より摩擦による抵抗が小さくなる。また前述ように、Ｒ形状部２７と液晶パネル２４の裏面２４ｂとで構成されるくさび形状へのグリスの浸透効果も期待することができる。
【００２９】
図５に示される斜面形状部２３ｆに熱伝導性グリスを塗布する代わりに、平面部２６およびＲ形状部２７に熱伝導性グリスを塗布することにより、同様の熱伝導効果を得ることができる。なお、平面部２６またはＲ形状部２７のいずれに熱伝導性グリスを塗布してもよい。また、平面部２６およびＲ形状部２７の両方に熱伝導性グリスを塗布してもよい。また、平面部２６を設けることなく、Ｒ形状部２７をさらに大きくし、液晶パネル２４の接触面（接地放熱面２３ｊ）に接するＲ２面（点線で示される面）のみで構成してもよい。この場合、前述した斜面形状部２３ｆと同じ程度の面積をＲ２面のみで構成することが好ましい。平面部２６およびＲ形状部２７に熱伝導性グリスを塗布することにより、ベース板２３の表面の微細な凹凸形状で熱伝導性がばらつく作用を吸収し、かつ、ベース板２３を液晶パネル２４に対して適切に摺動させることができる。稜線に設けられたＲ形状部２７により、液晶パネル２４に与えられる応力は緩和される。このため、結果的に液晶パネル２４で発生する黒ムラの発生を防止することが可能となる。
【００３０】
なお本実施例において、平面部２６とＲ形状部２７との組み合わせに代えて、Ｒ形状部のみの構造（平面部を設けない構造）を採用することもできる。また、Ｒ形状部２７に代えて斜面形状部２３ｆを設けた構造（平面部２６と斜面形状部２３ｆとを組み合わせた構造）を採用してもよい。
【実施例３】
【００３１】
次に、図７および図８を参照して、本発明の実施例３におけるベース板（ベース部材）２３ｋについて説明する。図７は、本実施例におけるベース板２３ｋの斜視図である。図８は、ベース板２３ｋの平面図である。
【００３２】
図７に示されるように、ベース板２３ｋは、液晶パネル２４の四隅に相当する位置（開口部２３ｅの四隅）において、液晶パネル２４の法線方向（光軸方向）に対して凹形状を有する逃げ部２８（凹部）を有する。液晶パネル２４の四隅の位置と逃げ部２８の位置は略一致している。以下、逃げ部２８の効果について説明する。
【００３３】
ベース板２３ｋは、図２に示されるように接着部２３ｂにおいて図１のパネル保持板１９ａ、２０ａ、２１ａにスペーサ部材１９ｂで接着されている。接着部２３ｂは、ベース板２３ｋの四隅に相当する位置に設けられている。液晶パネル２４が発熱すると、液晶パネル２４およびベース板２３ｋは線膨張により膨張する。その際、ベース板２３ｋの外形は、液晶パネル２４の中心に対して対称に接着されているため、液晶パネル２４の中心部を中心として膨張する。ベース板２３ｋは、液晶パネル２４よりも線膨張係数が高いため、ベース板２３ｋの中心部が液晶パネル２４から遠ざかる方向に弓なりに膨張し、液晶パネル２４の四隅に先当たりするように干渉する可能性がある。この干渉を避けるため、ベース板２３ｋの四隅に光軸方向に対して逃げ形状２８を設ける。
【００３４】
本実施例のようにベース板２３ｋに逃げ部２８を設けると、逃げ部２８の段差部２８ａの稜線が液晶パネル２４の裏面２４ｂに接触する可能性がある。このため、逃げ部２８の段差部２８ａの稜線に斜面形状部２３ｆと同様の斜面形状部２９を形成することが好ましい。なお、斜面形状部２９に代えて、段差部２８ａにＲ形状部またはＲ形状部と平面部とを組み合わせた形状を設けてもよい。なお本実施例において、逃げ部２８はベース板２３ｋの四隅に設けられているが、これに限定されるものではない。逃げ部２８は、接地放熱面２３ｊの一部に設けられていればよい。
【００３５】
好ましくは、斜面形状部２９（または、Ｒ形状部、もしくは平面部とＲ形状部との組み合わせ形状）に熱伝導性グリスを塗布する。これにより、ベース板２３ｋの表面の微細な凹凸形状で熱伝導性がばらつく作用を吸収するとともに、ベース板２３ｋを液晶パネル２４に対して適切に摺動させることができる。このため、ベース板２３ｋからの放熱性能（熱抵抗）を安定させるとともに、液晶パネル２４に発生する応力を緩和することができる。その結果、液晶パネル２４で発生する黒ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００３６】
各実施例によれば、液晶パネルを固定するベース部からの放熱性（熱伝導）を向上させるとともに、線膨張係数の大きい材質を用いて液晶パネルの温度上昇を抑制することができる。このため各実施例によれば、液晶パネルで発生する黒ムラを抑制することが可能な投射型表示装置を提供することが可能である。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３８】
例えば、本発明の各実施例では接着部として接着剤２３ｃを用いたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。液晶パネルの側面とベース部材とを接着する接着部であれば、接着剤以外に例えばテープなどを用いた構成であってもよい。また、本発明の各実施例では熱伝導部として熱伝導性グリス３６を用いたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。熱伝導部として熱伝導性グリスではなく熱伝導シートなどを用いた構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
２３  ベース板（ベース部材）
２３ｃ  接着剤（接着部）
２３ｆ  斜面形状部
２３ｊ  接地放熱面
２３ｍ  内周部
２４  液晶パネル
２４ｂ  裏面
２４ｃ  側面
２７  Ｒ形状部
１００  投射型表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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