(57)【要約】【課題】反射型液晶表示セルを固定する際の接着剤の硬化に伴う収縮により生ずる応力の発生をなくし、且つ反射型液晶表示セルの放熱が充分に行えると共に反射型液晶表示セルと放熱部材間の熱応力の発生を抑制できる構造を持った反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】反射型液晶表示セルは、中央部に反射型液晶表示セルの平面形状より小さな貫通孔を有するセル固定部材の上に配置され、前記貫通孔付近の少なくとも一部が接着剤でセル固定部材に固定されており、放熱部材は、前記貫通孔を通してシリコン基板裏面に伝熱材を介して接触し、バネ性部材で押圧された状態で前記セル固定部材に固定されている構造の反射型液晶表示装置とする。【選択図】図１
2007199153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層が透明基板とシリコン基板との間に封止された構造の反射型液晶表示セルと、前記反射型液晶表示セルを接着固定するセル固定部材と、前記反射型液晶表示セルの発熱を放熱させるための放熱部材とから構成された反射型液晶表示装置において、
前記反射型液晶表示セルは、前記透明基板が前記セル固定部材に形成された貫通孔を塞ぐように、前記透明基板の縁部が前記セル固定部材に接着固定される一方、
前記透明基板の下側に封止された液晶層と前記シリコン基板と前記シリコン基板の下面側に設けられた伝熱材とが前記貫通孔に収容配置され、前記伝熱材の下面側に設けられた放熱部材が前記セル固定部材にばね部材を介して固定して設けられたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層が透明基板とシリコン基板との間に封止された構造の反射型液晶表示セルと、前記反射型液晶表示セルを接着固定するセル固定部材と、前記反射型液晶表示セルの発熱を放熱させるための放熱部材とから構成された反射型液晶表示装置において、
前記反射型液晶表示セルは、前記液晶層の下側に設けられる前記シリコン基板が前記セル固定部材に形成された貫通孔を塞ぐように、前記シリコン基板の縁部が前記セル固定部材に接着固定される一方、
前記シリコン基板の下面側に設けられた伝熱材と前記伝熱材の下面側に設けられた放熱部材部の一部とが前記貫通孔に収容配置され、前記放熱部材部を前記セル固定部材にばね部材を介して固定して設けられたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置に係り、特に反射型液晶表示セルの取り付けおよび放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビには画像を投影する表示装置として反射型液晶表示装置が広く用いられている。この反射型液晶表示装置は、図４に示すように、液晶層３を透明基板１とシリコン基板２との間に封止した構造の反射型液晶表示セルと呼ぶ部分と、この反射型液晶表示セルを接着剤８などで接着固定するセル固定部材４から構成されている。更に、反射型液晶表示セルは、液晶層３を介して対向する透明基板１の下面全面に透明電極（図示せず）が形成され、シリコン基板２の上面にはアクティブマトリクス駆動回路とアクティブマトリクス駆動回路によって制御駆動される画素電極（図示せず）とが形成されている。
【０００３】
画像の投影では、直線偏光である照射光が透明基板１の上面より入射し、液晶層３を通ってシリコン基板２の上面で反射して再び透明基板１より出て行くが、その際、前記透明電極と画素電極間に印加される画像情報電圧に応じて液晶層３により入射光の偏光状態が変調され透明基板１より出射される照射光が画像情報を有したものとなる。
【０００４】
この反射型液晶表示セルは、セル固定部材４に接着剤８で固定されているが、ここで使用する接着剤は硬化する際に収縮が生じ、これによりシリコン基板２が変形して液晶層３の厚みが部分的に変化する。このために入射光の偏光状態が変動し、投射画像の品質が劣化する問題が発生する。
【０００５】
また、この反射型液晶表示セルは、光源からの極めて強い光を受けるので、照射光を反射する際の光吸収やセット内部の伝熱によりかなり昇温する。このとき、反射型液晶表示セルが過剰に温度上昇すると、構成部材間の線膨張率の差によって液晶層厚み（セルギャップ）が変化してしまい、投射画像品質を劣化させる。更に、この時発生する熱応力によって透明基板１には複屈折が発生する。この複屈折により出射光の偏光状態が部分的に変化し、やはり投射画像の品質を著しく劣化させることになる。
【０００６】
したがって、反射型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置を構成する各部材間の線膨張率の違いによって反射型液晶表示セルにかかる熱応力をいかに抑制するか、そして、反射型液晶表示セルに対する光源からの極めて強い光の照射光に対してどのように放熱を行うかが、良好な投射画像品質を維持するための重要な課題となる。
【０００７】
上記の課題に対し、下記特許文献１には反射型液晶表示セルに生ずる応力の抑制技術が開示されている。すなわち、同特許文献では、図５に示すように、シリコン基板２と透明基板１および液晶層３からなる反射型液晶表示セルを固定するセル固定部材４に、シリコン基板２より大きく、且つ透明基板１の第１の方向幅（左右方向幅）より狭い孔を設け、前記シリコン基板２が前記孔内に配置され、前記透明基板１の第１方向の両端部がセル固定部材４と接着剤８により固着されている構造が採られている。
この構造により、シリコン基板２とセル固定部材４とが接着される部分がなくなるので接着剤が硬化する際に生ずる収縮によるシリコン基板２の応力が抑制できることになる。
【０００８】
また、下記特許文献２には、熱応力による変形を抑制するような固定手段と効率的な放熱が行える構造が開示されている。その第１例を図６（ａ）に示す。この構造では、反射型電気光学装置１０はシリコン基板の裏側全面に塗布されたシリコン樹脂系の接着剤によってセル固定部材である素子ホルダ１１に貼り付けられ、素子ホルダ１１はネジ１２によって素子ホルダ固定板１３に取り付けることにより固定される。なお、素子ホルダ固定板１３は非図示の構造体によりプロジェクタ本体に固定されている。
【０００９】
このとき、素子ホルダ１１は熱伝導性に優れたアルミ合金により形成され、反射型電気光学装置１０の左右の２辺に対して平行な向きに一体成型されたスリット形状のフィン状部を有する。このように、セル固定部材である素子ホルダ１１の一部をフィン状部の放熱手段にすることにより空気との接触面積を増やしセル固定部材の放熱効果を高めている。更に、シリコン樹脂系の接着剤は一般にエポキシ樹脂系の接着剤に比べ弾性に優れるため、反射型電気光学装置１０と素子ホルダ１１の間の熱膨張差を吸収し緩和することができる。
【００１０】
特許文献２に開示されている効率的な放熱構造の第２例は、第６図（ｂ）に示すように、反射型電気光学装置１０をベース部材である素子ホルダベース１４に貼り付け、この素子ホルダベース１４を伝熱性に優れた接着剤により放熱手段であるヒートシンク１５に接合している。このとき、素子ホルダベース１４は、反射型電気光学装置１０の駆動基板を構成するシリコンの線膨張率に近いステンレス材料で構成され、ヒートシンク１５は素子ホルダベース１４よりも熱伝導率の優れたアルミニウム合金材料により構成されるものである。
【特許文献１】特開平１０−２０３２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１２５２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１では、接着剤が硬化する際に生ずる反射型液晶表示セルの応力の抑制には効果があるが、この構造では反射型液晶表示セルの放熱が充分に行われず、近年要求が強い明るいプロジェクタを実現するための強力な光源からの光照射では温度が上昇しすぎて正常な動作ができなくなる問題を有している。
【００１２】
また、特許文献２の第１例では、素子ホルダベースが放熱部材を兼ねているため、素子ホルダベースに要求されるシリコン基板に近い線熱膨張係数と、放熱部材に要求される高い熱伝導性とを１種類の材料で安価なコストで実現するのは極めて困難であるという問題があり、第２例では、シリコン基板からの放熱が線熱膨張係数の近い素子ホルダベースを介して行われるが、素子ホルダベースの線膨張率をシリコン基板に近づけるためにステンレスなどの金属を使用するとステンレスの熱伝導率はアルミの１０分の１以下と低いために全体の放熱能力が著しく低下する欠点を有するものである。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、反射型液晶表示セルを固定する際の接着剤の硬化に伴う収縮により生ずる応力の発生をなくし、且つ反射型液晶表示セルの放熱が充分に行えると共に反射型液晶表示セルと放熱部材間の熱応力の発生を抑制できる構造を持った反射型液晶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】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下の（１）（２）に記載の構成からなる。すなわち、
（１）液晶層が透明基板とシリコン基板との間に封止された構造の反射型液晶表示セルと、前記反射型液晶表示セルを接着固定するセル固定部材と、前記反射型液晶表示セルの発熱を放熱させるための放熱部材とから構成された反射型液晶表示装置において、
前記反射型液晶表示セルは、前記透明基板が前記セル固定部材に形成された貫通孔を塞ぐように、前記透明基板の縁部が前記セル固定部材に接着固定される一方、
前記透明基板の下側に封止された液晶層と前記シリコン基板と前記シリコン基板の下面側に設けられた伝熱材とが前記貫通孔に収容配置され、前記伝熱材の下面側に設けられた放熱部材が前記セル固定部材にばね部材を介して固定して設けられたことを特徴とする反射型液晶表示装置を提供する。
（２）液晶層が透明基板とシリコン基板との間に封止された構造の反射型液晶表示セルと、前記反射型液晶表示セルを接着固定するセル固定部材と、前記反射型液晶表示セルの発熱を放熱させるための放熱部材とから構成された反射型液晶表示装置において、
前記反射型液晶表示セルは、前記液晶層の下側に設けられる前記シリコン基板が前記セル固定部材に形成された貫通孔を塞ぐように、前記シリコン基板の縁部が前記セル固定部材に接着固定される一方、
前記シリコン基板の下面側に設けられた伝熱材と前記伝熱材の下面側に設けられた放熱部材部の一部とが前記貫通孔に収容配置され、前記放熱部材部を前記セル固定部材にばね部材を介して固定して設けられたことを特徴とする反射型液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にによれば、反射型液晶表示セルを固定するセル固定部材と反射型液晶表示セルが発生する熱を逃がす放熱部材とが独立しているので、夫々に相応しい特性の材料を用いることが可能となる。すなわち、セル固定部材は線膨張率および寸法安定性に着目した部材選定を、放熱部材は熱伝導率に着目した安価な部材選定を行うことができる。また、放熱部材は、伝熱材を介してバネの力で直接シリコン基板の下面に押し付けられている構造であるから、放熱部材とシリコン基板の間において、対向面に平行な方向には機械的な自由度が生まれるので、線膨張係数の差による熱応力は発生せずに効率的な放熱が可能となる反射型液晶表示装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態に係る反射型液晶表示装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施例を示す構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は下面図である。図２は、本発明に係る反射型液晶表示装置の構造で、図１より放熱効果を高める変形例の図、図３は、本発明に係る反射型液晶表示装置の構造で、図１と接着固定個所の異なる構成例の図である。
【００１７】
まず、図１を用いて本発明に係る反射型液晶表示装置の構成を説明する。なお、前記従来例と同じ名称の構成部材には同一符号を付してある。
同図（ａ）（ｂ）（ｃ）において、透明基板１とシリコン基板２、液晶層３で構成されている部分が一体化した反射型液晶表示セルである。この反射型液晶表示セルはセル固定部材４に固定されるが、本実施例では同図（ｃ）に示すように、透明基板１の周辺部に接着剤８を用いて接着固定されている。
【００１８】
このような固定方法をとるために、セル固定部材４の中央にはシリコン基板２の外形よりもやや大きい略相似形の大きな貫通孔が形成されており、この貫通孔の中にシリコン基板２と液晶層３が入り込む形態となる。
反射型液晶表示セルを接着固定するために、透明基板１の少なくとも一対の対向する辺は、貫通孔の辺よりも長い形態になっており、透明基板１はセル固定部材４の上に乗る形で固定される。
【００１９】
このとき、反射型液晶表示セルが固定されるセル固定部材４の材質は、できる限り透明基板１の線膨張率に近い材料とすることが好ましい。このように両者の線膨張率を近づけることにより反射型液晶表示セルの温度が上昇した際に発生する熱応力を最小限にとどめることができるので、従来発生していた熱応力によって生ずる透明基板１の複屈折やセルギャップの変動によって投射画像の品質が劣化する現象を防止できる。
【００２０】
同様の理由で透明基板１の線膨張率はシリコン基板の線膨張率に近い材料が用いられるので、結局セル固定部材４の線膨張率はシリコン基板２の線膨張率にも近い材料ということになる。寸法安定性や化学的安定性なども考慮すると、セル固定部材４はエンジニアリングセラミックスと呼ばれる焼結材料が好適であり、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミなどが特に好適である。
【００２１】
次に、本実施例では、同図（ｂ）に示すように、シリコン基板２の下面には伝熱材６を介して放熱部材５が取り付けられており、反射型液晶表示セルが発生する熱を逃がす構造になっている。ここで用いる放熱部材５には熱伝導率の大きいアルミニウムや銅などが好適である。
【００２２】
また、伝熱材６には特に熱伝導率の大きいシリコングリス、あるいはシリコングリスに微細な金属粉を混入し熱伝導率を高めた材料などを用いる。この材料は機械的性質として弾性成分を持たないので、シリコン基板２と放熱部材５の間に線膨張率の大きな隔たりがあっても反射型液晶表示セルに放熱部材５に起因する熱応力は発生しない特徴がある。したがって、放熱部材５には前記したような放熱を優先した材質を使用できる。
しかし、伝熱材６は接着剤のように放熱部材５を保持する接着力はないので、本実施例では同図（ｃ）（ｄ）に示すように、４個所に板バネ７を用いて放熱部材５をシリコン基板２に押し付けるようにして保持する構造を採っている。
【００２３】
以上詳記したように、本発明に係る実施例の構成においては、反射型液晶表示セルを固定するセル固定部材４と反射型液晶表示セルが発生する熱を逃がす放熱部材５とが独立しているので、夫々に相応しい特性の材料を用いることが可能となる。すなわち、セル固定部材４は線膨張率および寸法安定性に着目した部材選定を、放熱部材５は熱伝導率に着目した部材選定を行うことができる。
【００２４】
また、放熱部材５は、主として粘性抵抗成分しか持たない伝熱材６を介してバネの力で直接シリコン基板２の下面に押し付けられている構造であるから、放熱部材５とシリコン基板２の間には対向面に平行な方向に機械的な自由度が生まれるので、線膨張係数の差による熱応力は発生せずに効率的な放熱が可能となる。
【００２５】
更に、本発明に係る構成によれば、図２に示すように、放熱部材５のフィン部分を任意に広げる形状を採ることができるので、放熱効果をより高める構造が可能となり、反射型液晶表示装置の安定性が向上する。
【００２６】
本実施例では反射型液晶表示セルをセル固定部材４に固定する際の固定個所を透明基板１の周囲部で行っているが、本発明に係る構成はこれに限ることなく、図３に示すように、シリコン基板２の裏面の左右端部で行うことも可能である。これは、接着剤８の塗布個所が液晶層３の外側になるので、接着剤が硬化する際の収縮の影響を受けにくくなるからである。この構造により、反射型液晶表示セルの形状がすでに決まっていて透明基板１の形状を変えられない場合においても本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施例を示す構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は下面図である。
【図２】本発明に係る反射型液晶表示装置の構造で図１より放熱効果を高める変形例の図である。
【図３】本発明に係る反射型液晶表示装置の構造で図１と接着固定個所の異なる構成例の図である。
【図４】従来の反射型液晶表示装置の構成図である。
【図５】一部が改良された従来の反射型液晶表示装置の構成図である。
【図６】一部が改良された従来の反射型液晶表示装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…透明基板
２…シリコン基板
３…液晶層
４…セル固定部材
５…放熱部材
６…伝熱材
７…板バネ
８…接着剤
【図１】
2007199153.tif 000003
【図２】
2007199153.tif 000004
【図３】
2007199153.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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