(57)【要約】【課題】反射型液晶表示素子の液晶表示セルの放熱効果を高めて温度上昇を抑制すると共に、その素子の構成部材間の熱膨張率差による液晶層のセルギャップ変化をなくして画像劣化を防ぎ、生産性を高くして低コストにする。【解決手段】対向配置した透明基板２とシリコン基板４との間隙に、シール剤７により密封して液晶層５を挟持した液晶表示セル１０と、それを保持するベース部材１１とで素子を構成し、透明基板２をシール剤７を介してシリコン基板４のみで支持し、そのシリコン基板４をベース部材１１に固着することで液晶表示セル１０をべース部材１１に保持した。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置した透明基板とシリコン基板との間隙に、シール剤により密封して液晶層を挟持してなる液晶表示セルと、前記液晶表示セルを保持するベース部材とからなる液晶表示素子において、
前記透明基板を前記シール剤を介して前記シリコン基板のみで支持し、前記シリコン基板を前記ベース部材に固着することで、前記液晶表示セルを前記べース部材に保持するように構成したことを特徴とする反射型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示素子に係り、特に液晶表示セルのパッケージへの収納構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プロジェクター装置やプロジェクションＴＶに搭載する表示素子として反射型液晶表示素子が広く用いられている。
特に、マトリクス状に配置された反射電極とそれに電圧を供給するためのＣＭＯＳトランジスター駆動回路とを備えたシリコン基板と、共通電極を形成した透明基板とを対向させ、その間に液晶を封止して張り合わせたＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｑｒｙｓｔａｌ　Ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）素子と呼ばれる反射型液晶表示素子が、その表示画像品質の高さで注目されてきている。
【０００３】
この表示素子は、液晶層をシリコン基板と透明基板とで封止した液晶表示セルを、回路を形成した別の基板に固定して配線処理をするか、又は金属製や樹脂製のパッケージにフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）と共に収納することで構成される。
【０００４】
ところで、この表示素子は、プロジェクターやプロジェクションＴＶセット内において、そのセット動作時の内部の温度上昇に伴って昇温し、また、光源からの数Ｗ／ｃｍ２以上の極めて強い光を受けて画像を反射する際の光吸収により昇温する。
【０００５】
この時、透明基板が回路基板やパッケージから力を受けて生じる応力や、熱応力により、その基板を構成するガラス材料自体に複屈折が発現する。
この、透明基板のガラス材料の複屈折の発現は、液晶表示素子が元来液晶の複屈折性を利用して画像を得るものであるから、液晶層の複屈折に重畳して表示画像の品質を著しく劣化させる。
【０００６】
また、この表示素子に過剰の熱的応力がかかったり、素子自体の温度が上昇しすぎると、構成部材間の熱膨張率の差によって液晶層のセルギャップが変化してしまい、画像品質を劣化させるものである。
従って、前記反射型液晶表示素子を構成する部材間の熱膨張率の違いによって液晶表示セルにかかる外部からの応力を如何に抑制するか、そして、表示素子に対する光源からの極めて強い光の照射に対して如何に放熱を行うかが、良好な画像品質を維持するための重要な技術となる。
【０００７】
このような技術を具現化した従来例として、例えば、（１）特開平１０−２０３２４号公報，（２）特表２００１−５００６３３公報及び（３）特開平１１−６４８６０号公報を挙げることができ、以下にそれぞれの技術内容につき概説する。
【０００８】
まず、（１）の特開平１０−２０３２４号公報に記載された反射型液晶表示素子３０は、図５に示すように、シリコン（ＩＣ）基板３３と透明基板３４等からなる反射型液晶パネル３６を固定する回路基板３１に、ＩＣ基板３３より大きく、かつ、前記透明基板３４の第一の方向幅（図の左右方向幅）より狭い孔３２を設け、前記ＩＣ基板３３が前記孔３２内に配置され、前記透明基板３４の第一方向の両端部が前記回路基板３１と接着剤３５により固着されている構成である。前記接着剤３５は、導電性の紫外線硬化型のものを用い、前記ＩＣ基板３３と前記回路基板３１との間で配線を行っている構造である。また、説明の便宜上、液晶層は図示していない。
【０００９】
（２）の特表２００１−５００６３３公報に記載された反射型液晶表示素子４０は、図６に示すように、透明な第１の基板４３と、アクティブマトリクス素子４４等よりなる反射型液晶パネル４５を固定するための回路基板４１に窓部４２を設け、前記反射型液晶パネル４５の一部を構成するアクティブマトリクス素子４４がこの窓部４２を通して放熱ゲル材料４６中に沈み込むように構成されている。
前記ゲル材料４６は、ベース材４７の凹部に入れられており、このベース材４７は、前記回路基板４１を支持している構造である。なお、説明の便宜上、
液晶層は図示していない。
【００１０】
（３）の特開平１１−６４８６０号公報に記載された反射型液晶表示素子５０は、図７に示すように、パッケージ本体５１に取付けられた第１の基板５２、第２の基板５３等よりなる反射型液晶パネル５４の背面側（図の下側）に、金属製放熱板５５が４辺を埋設した状態で設置され、前記反射型液晶パネル５４と前記金属製放熱板５５との間には弾性を有する放熱シート５６を介在させた構成である。
そして、パッケージ本体５１は、反射型液晶パネル５４背面側に設けられた金属製放熱板５５と前面のガラス板５７とで密閉するキャビティー構造になっている。なお、説明の便宜上、液晶層は図示していない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような反射型液晶表示素子においては、機械的応力及び熱的応力により画像表示品質の劣化が発生しないという特性はもとより、近年求められている低価格化の要請に応えるために構成部品の価格及び点数の低減化が必要である。
しかしながら、（１）の特開平１０−２０３２４号公報に記載された反射型液晶表示素子３０の場合は、反射型液晶パネル３６の背面に接触する部分が無いので放熱効率が悪く、前記反射型液晶パネル３６に照射された光により、この反射型液晶パネル３６自身の温度が著しく上昇する。
また、透明基板３４は直接回路基板３１に固定されているので回路基板からの機械的及び熱的ストレスを受けてしまう。その結果、複屈折が発現したり、熱膨張率差によって液晶層のセルギャップが変化して画質劣化を生じるという問題がある。
【００１２】
（２）の特表２００１−５００６３３公報にかかる反射型液晶表示素子４０の場合は、ベース材４７の凹部に設けられた放熱ゲル剤４６に、反射型液晶パネル４５の一部を構成している第２の基板４４を沈み込ませている構造のため、ベース材４７、回路基板４１、反射型液晶パネル４５の３つの構成部材間での接着支持が必要となり、また、放熱ゲル剤４６の取り扱いが容易ではなく、組み立ても難しく、生産性が悪いという問題がある。
【００１３】
（３）の特開平１１−６４８６０号公報に記載された反射型液晶表示素子５０の場合は、液晶パネル５４と金属放熱板５５との間に放熱シート５６を介して放熱効率を上げているものであるが、パッケージ構成が複雑で、しかもキャビティー内を気密状態に保つように組み立てなければならないので、生産性が悪く、部品価格の低減化が難しいという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記の問題に鑑み、冷却効果を有するベース部材に液晶表示セルのシリコン基板のみを固着する構成としたことにより、外部からの直接的な機械応力や熱応力の付加による画像品質の問題点や生産性，コストの問題点を同時に解決するものである。
すなわち、本発明が解決しようとする課題は、液晶パネルからの放熱効果を高めて温度上昇を抑制し、構成部材間の熱膨張率差による液晶層のセルギャップ変化をなくして画質劣化を防ぎ、生産性が高く低コストにした反射型液晶表示素子を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の構成を有する。
即ち、対向配置した透明基板２とシリコン基板４との間隙に、シール剤７により密封して液晶層５を挟持してなる液晶表示セル１０と、前記液晶表示セル１０を保持するベース部材１１とからなる液晶表示素子において、
前記透明基板２を前記シール剤７を介して前記シリコン基板４のみで支持し、前記シリコン基板４を前記ベース部材１１に固着することで、前記液晶表示セル１０を前記べース部材１１に保持するように構成したことを特徴とする反射型液晶表示素子２０である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の反射型液晶表示素子の実施例を説明する分解斜視図であり、
図２は、本発明の反射型液晶表示素子の実施例を説明する概略断面図であり、
図３は、本発明の反射型液晶表示素子の実施例を示す断面図である。
【００１７】
本実施例における反射型液晶表示素子２０は、図３に示すように、反射型液晶表示セル１０，アパーチャ１４，ベース部材１１，接着剤１２とで構成される。
まず、反射型液晶表示セル１０の構造を図１，図２を用いて説明する。
図２は、図１の反射型液晶表示セル１０の組立て後のａ−ａ断面図である。
反射型液晶表示セル１０は、一方の面（図の下側面）に透明電極１が形成され、他方の面に反射防止膜８が形成された透明基板２と、画素電極３及び駆動用ＣＭＯＳトランジスター等（図示せず）が半導体プロセスによって表面に形成されたシリコン（ＩＣ）基板４とが、透明電極１と画素電極３とを向かい合わせに配置される。
【００１８】
透明基板２と、ＩＣ基板４との間には、液晶層５が設けられ、両基板２，４は画素電極３を囲んで塗布される、隙間（セルギャップ）を規制するスペーサ６を含んだ接着性のあるシール剤７により、液晶層５を封止して固着される。
封止口９は、最後に液晶層５を封止する部分である。
透明基板２とＩＣ基板４の液晶層５と接触する範囲の表面には、図示しない配向膜が設けられている。
【００１９】
図３において、ベース部材１１は、反射型液晶表示セル１０を収容するための段部１１ａ１，１１ａ２と底面１１ａ３からなる階段状の凹部１１ａを有する略箱状に形成され、その凹部の反対側は放熱のために、複数の溝部１１ｂが設けられる。
このベース部材１１の凹部１１ａの底面１１ａ３に、前述のように組み立てた反射型液晶表示セル１０のＩＣ基板４の裏面を接着剤１２により固定する。
ベース部材１１の階段状凹部１１ａの、最も外側の段部１１ａ１には、保護と防塵を目的とする、透明ガラスからなるアパーチャ１４を図示しない接着剤で固定して、反射型液晶表示素子２０の組み立てが完了する。
段部１１ａ１の深さ方向の位置は、このアパーチャ１４と透明基板２が接触せずに間に空間を設けるように設定されるので、透明基板２はベース部材１１内にシール剤７を介してＩＣ基板４のみで支持される。ここでいう支持とは、実質的に力の伝達が可能な一体化した連結状態を指し、例えば柔軟なリード等の接続は含まないことは言うまでもない。
【００２０】
透明基板２の材料として、コーニング社製＃１７３７のガラス基板を用い、透明電極１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜で形成し、配向膜は、酸化珪素で形成される。
また、液晶層５として、ｎ型のネマチック液晶を用い、シール剤７として、協立化学産業株式会社製のＷＲシリーズメインシール剤にヤクシ化成株式会社製ＳＷ−３．２Ｄ１スペーサボールをスペーサ６として混入したものを使用した。
【００２１】
次に、このようにして組み立てられた反射型液晶表示素子２０の高温環境下の信頼性評価について説明する。
この評価は、実施例と以下に示す比較例とについて、それぞれを搭載したプロジェクション装置によって画像を投影し、７０℃の高温環境下において投影画像上にガラスの複屈折によるムラが生じるか否かで行った。
【００２２】
比較例として、図４に示す反射型液晶表示素子２００を作成した。
この比較例の反射型液晶表示素子２００は、反射型液晶表示セル１０の透明基板２において、側方に張り出した部分２ａとベース部材１１の段部１１ａ２とを、ＵＶ硬化型接着剤１３で固定したものであり、他の部分は実施例の反射型液晶表示素子２０と同じである。
【００２３】
（評価結果）
比較例：ムラの発生有り。
実施例：ムラの発生無し。
また、実施例については、セルギャップの変化も認められず、さらに、７０００ＡＮＳＩルーメン相当のプロジェクター光学系に搭載しても、画像上のムラや表示画像品質劣化は全く発生しなかった。
【００２４】
すなわち、実施例の反射型液晶表示素子２０は、ＩＣ基板４とベース部材１１とが熱硬化性接着剤１２を介して固定され、透明基板２をシール剤７を介してＩＣ基板４のみで支持するように構成されるので、この透明基板２には機械的及び熱的ストレスが直接的に付加されず、この直接的ストレスによって誘起される透明基板２のガラスの複屈折も極めて小さく押さえられる。
また、各部材間の温度差も抑制されるので、熱膨張率差による影響も極めて少なくなりセルギャップ変化をなくすことができる。
従って、プロジェクターやプロジェクションＴＶのセット内における、強い光照射による昇温や、装置の動作による昇温によっても、表示画像品質が劣化することがない。
本発明の実施例は、上述した構成に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において変更が可能である。
例えば、シール剤にスペーサを混入させることは必須ではない。また、ベース部材は凹部を有する形状でなくても良く、プレート状等の任意の形状にすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願発明によれば、液晶表示セルからの放熱効果が高く効果的に温度上昇を抑制でき、部材間の熱膨張率差によって液晶層のセルギャップが変化することがなく、生産性が高く低コストの反射型液晶表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反射型液晶表示素子の実施例を説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の反射型液晶表示素子の実施例を説明する断面図である。
【図３】本発明の反射型液晶表示素子の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の反射型液晶表示素子の比較例を示す断面図である。
【図５】従来の反射型液晶表示素子の一例を説明する断面図である。
【図６】従来の反射型液晶表示素子の他の一例を説明する断面図である。
【図７】従来の反射型液晶表示素子の別の一例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１　透明電極
２　透明基板
３　画素電極
４　シリコン（ＩＣ）基板
５　液晶層
６　スペーサ
７　シール接着剤
８　反射防止膜
１０　液晶表示セル
１１　ベース部材
１１ａ　凹部（収納部）
１１ａ１，１１ａ２　段部
１１ａ３　底部
１２　接着剤
１４　アパーチャ
２０　反射型液晶表示素子
【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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