專利名稱：液冷液晶面板及其制造方法以及液晶投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶面板和液晶投影儀，更具體地，涉及其中通過冷卻液來冷卻液晶面板的液晶面板和液晶投影儀。
背景技術(shù)：
液晶投影儀已經(jīng)被廣泛用作具有大屏幕的投影式顯示裝置。眾所周知，液晶投影儀是這樣一種裝置，其中使從光源發(fā)射出的光通過照射光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)入液晶面板，并且根據(jù)圖像信號在液晶面板中被調(diào)制的光被投影透鏡投射出去。
為了獲得高亮度的液晶投影儀，需要通過增加從光源發(fā)射的光的量、提高照射系統(tǒng)中利用光的效率等，來增加進(jìn)入液晶面板的光的量。但是，當(dāng)進(jìn)入液晶面板的光的量增加時(shí)，液晶面板的溫度升高，并且由此可能發(fā)生不利于液晶投影儀可靠運(yùn)行的效應(yīng)。因此，為了抑制液晶面板的溫度升高，必須對液晶面板進(jìn)行冷卻。
過去，作為用于冷卻液晶面板的一種方法，來自風(fēng)扇的空氣被用來冷卻液晶投影儀中的液晶面板。
但是近來，對液晶投影儀不僅要求高亮度，而且還要求小型化和低噪聲。因此，從液晶投影儀的設(shè)計(jì)方面看，上述的空氣冷卻方法是有缺點(diǎn)的。
具體地說，因?yàn)橐壕队皟x中的空氣通常都是溫暖的，所以希望通過從液晶投影儀外部獲取空氣來冷卻液晶面板，但是，為了從外部獲取空氣，必須在液晶投影儀的外殼中提供開口，風(fēng)扇通過該開口來獲得外部的空氣，并且還需要在液晶投影儀中提供空氣通道，以引導(dǎo)外部空氣進(jìn)入液晶面板。另外，需要提供過濾器來從被獲取的空氣中去除灰塵。因?yàn)閷τ谶@樣的用于獲取空氣的開口、空氣通道和過濾器，需要比較大的空間，所以可能限制液晶投影儀的小型化。此外，在減少由風(fēng)扇帶來的噪聲方面也存在限制。

發(fā)明內(nèi)容
作為符合小型化和低噪聲需要的冷卻方法，存在一種利用冷卻液來冷卻液晶面板的方法。作為液冷方法，已經(jīng)提出了下列方法(1)和(2)。
(1)一種方法，其中整個(gè)液晶面板被浸入容器中的液體中。
(2)一種方法，其中具有冷卻液的輸入和輸出部分的透明密封容器被附接到液晶面板的光源側(cè)(光進(jìn)入側(cè))，并且在密封容器和換熱器之間循環(huán)冷卻液(例如，參考已
公開日本專利申請No.H5-264947(0010～0016段和圖1))。
但是，在液冷方法(1)中，冷卻液可能會(huì)從液晶材料被密封的密封部分滲入液晶材料。
另外，在上述方法(1)中，由于在靠近液晶面板的位置的溫度和在其他位置的溫度之間的不同，在冷卻液中導(dǎo)致自然對流，并且自然對流作為條紋圖案投影到平面上。
另外，在液冷方法(2)中，因?yàn)榕c液晶面板的光源側(cè)相對的一側(cè)(光發(fā)射側(cè))沒有被冷卻，所以可能不能充分限制液晶面板的溫度升高。
另外，在液冷方法(2)中，如果在循環(huán)冷卻液的過程中產(chǎn)生了氣泡，則氣泡會(huì)作為點(diǎn)狀圖案投影到屏幕上。
此外，在液冷方法(2)中，密封容器和管道的負(fù)荷施加到液晶面板，這可能導(dǎo)致配備有R、G和B三種液晶面板的三面板液晶投影儀中的對準(zhǔn)(R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的畫面的定位)偏移。
因此，希望獲得一種技術(shù)，其中通過使用冷卻液來冷卻液晶面板，從而充分限制液晶面板的溫度升高，并且防止冷卻液向液晶材料的滲透。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板包括被附接到液晶面板上的覆蓋構(gòu)件，其在液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，并且覆蓋液晶面板，使得液晶材料的密封部分不面對腔，并且其透射進(jìn)入液晶面板的光以及從液晶面板發(fā)射出去的光。
根據(jù)該液冷液晶面板，覆蓋構(gòu)件被附接到液晶面板上，其覆蓋液晶面板以在光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，并且其透射進(jìn)入液晶面板的光以及從液晶面板發(fā)射出去的光，其中腔被冷卻液填充。因此，光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)都被冷卻液冷卻，所以可以充分限制液晶面板的溫度升高。
另外，覆蓋構(gòu)件覆蓋液晶面板，使得液晶材料的密封部分并不面對腔。因此，由于防止了密封部分浸入腔中填充的冷卻液中，所以防止了冷卻液滲入液晶材料。
另外，作為示例，在上述液冷液晶面板中優(yōu)選地，覆蓋構(gòu)件分別通過第一透明玻璃板和第二透明玻璃板被附接到液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底及其光發(fā)射側(cè)襯底上，其中每個(gè)透明玻璃板具有與各襯底大致相等的尺寸。因此，因?yàn)橥该鞑ＡО迮c液晶面板的襯底彼此表面接觸，并且由覆蓋構(gòu)件導(dǎo)致的負(fù)荷分散到整個(gè)襯底，所以可以防止負(fù)荷在液晶面板上局部化。
另外，作為示例，在液冷液晶面板中優(yōu)選地，使得預(yù)定線性偏振光進(jìn)入液晶面板的偏振板以及使得從液晶面板發(fā)射出來的光中的預(yù)定線性偏振光透射的偏振板被附接到覆蓋構(gòu)件上，以面對腔。因此，這些偏振板與腔中填充的冷卻液接觸，使得這些偏振板也可以被冷卻。
另外，在液冷液晶面板中優(yōu)選地，覆蓋構(gòu)件配備有將腔和外部連接的孔。因此，形成了用于在腔和外部之間循環(huán)冷卻液的循環(huán)通路，使得可以更有效地冷卻液晶面板。另外，由于形成這種循環(huán)通路，可以防止由于腔中冷卻液的溫度不同而產(chǎn)生自然對流，從而防止了自然對流作為條紋圖案投影到屏幕上。
其次，提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板的制造方法，其中被附接到液晶面板上的覆蓋構(gòu)件在液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，覆蓋構(gòu)件覆蓋液晶面板使得液晶材料的密封部分并不面對腔，并且覆蓋構(gòu)件使進(jìn)入液晶面板的光以及從液晶面板發(fā)射出去的光透射，并且其中腔被冷卻液填充，該方法包括如下步驟通過將覆蓋構(gòu)件分別附接到第一和第二透明玻璃板上形成腔，其中透明玻璃板具有與光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底大致相等的尺寸；將分別附接有覆蓋構(gòu)件的第一和第二透明玻璃板分別附接到液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底。
根據(jù)上述制造液冷液晶面板的方法，首先，覆蓋構(gòu)件被分別附接到第一透明玻璃板和第二透明玻璃板以形成腔，其中透明玻璃板具有與光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底大致相同的尺寸。隨后，附接有覆蓋構(gòu)件的第一和第二透明玻璃板分別被附接到光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底。
因此，這些透明玻璃板和液晶面板的襯底彼此表面接觸，由覆蓋構(gòu)件引起的負(fù)荷分散到整個(gè)襯底，使得防止了負(fù)荷在液晶面板上局部化。另外，當(dāng)形成腔時(shí)，液晶面板與第一和第二透明玻璃板和覆蓋構(gòu)件不接觸，所以也可以減少制造過程中液晶面板上的負(fù)荷。
其次，提供了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶投影儀，其中使從光源發(fā)射出來的光進(jìn)入液晶面板，并且在液晶面板中被調(diào)制后的光被投影透鏡投射出去，所述投影儀包括覆蓋構(gòu)件，其在液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，并且覆蓋液晶面板，使得液晶材料的密封部分并不面對腔，覆蓋構(gòu)件具有將腔與外部連接在一起的孔，并且覆蓋構(gòu)件透射進(jìn)入液晶面板的光以及從液晶面板發(fā)射出去的光，其中，形成了循環(huán)通路，在循環(huán)通路中，使用泵使得冷卻液通過覆蓋構(gòu)件的孔在腔和散熱器之間循環(huán)，以釋放熱量。
根據(jù)該液晶投影儀，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的液冷液晶面板(其中覆蓋構(gòu)件具有將腔和外部連接起來的孔)被用作液晶面板，并且通過覆蓋構(gòu)件的孔，使用泵使得冷卻液在腔和用于散熱的散熱器之間循環(huán)。因此，液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)都被冷卻液冷卻，然后被液晶面板加溫的冷卻液在散熱器中被冷卻，并且返回液晶面板以再次冷卻光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)兩者，使得可以充分限制液晶面板的溫度升高。另外，因?yàn)橐壕Р牧系拿芊獠糠植唤肜鋮s液，所以可以防止冷卻液向液晶材料的滲透。此外，由于形成這種循環(huán)通路，可以防止由于冷卻液的溫度不同而產(chǎn)生自然對流，從而防止了自然對流的條紋圖案投影到屏幕上。
另外，作為示例，在液晶投影儀中優(yōu)選地，在冷卻液的循環(huán)通路中配備提供冷卻液的儲(chǔ)備箱。因此，如果冷卻液從構(gòu)成循環(huán)通路的管道中蒸發(fā)了少許，也可以長時(shí)間冷卻液晶面板。
另外，作為示例，在液晶投影儀中優(yōu)選地，構(gòu)成循環(huán)通路的管道的一部分在與管道的縱向方向垂直的方向上隆起，并且隆起還相對于該縱向旋轉(zhuǎn)對稱。
在循環(huán)冷卻液的過程中在冷卻液中產(chǎn)生了氣泡的情形中，如果氣泡進(jìn)入液晶面板的光進(jìn)入側(cè)的腔，則在屏幕上投影出點(diǎn)狀圖案。然而，使用上述在管道的一部分中的隆起，形成了空氣滯留空間，使得可以防止氣泡進(jìn)入光進(jìn)入側(cè)的腔，并防止點(diǎn)狀圖案投影到屏幕上。另外，利用關(guān)于管道的縱向方向旋轉(zhuǎn)對稱的隆起，在液晶投影儀在搬運(yùn)時(shí)傾斜或者液晶投影儀通過懸掛在天花板上來使用的情況中，氣泡一旦被空氣滯留空間收集，就可以防止其由于空氣泄漏而進(jìn)入液晶面板的光進(jìn)入側(cè)的腔。
另外，作為示例，在液晶投影儀中優(yōu)選地，使用帶有去泡沫功能的泵作為用于循環(huán)冷卻液的泵；在冷卻液的循環(huán)通路中相對于具有去泡沫功能的泵的上游配備用于提供冷卻液的儲(chǔ)備箱；被泵去除了氣泡的冷卻液被提供給液晶面板；而被帶有去泡沫功能的泵抽取的含有氣泡的冷卻液返回儲(chǔ)備箱。
因此，因?yàn)橥ㄟ^重復(fù)地在具有去泡沫功能的泵和儲(chǔ)備箱之間循環(huán)液體，在循環(huán)冷卻液的過程中在冷卻液中產(chǎn)生的氣泡被收集在儲(chǔ)備箱(也可以用作空氣滯留空間)中，所以防止了氣泡進(jìn)入光進(jìn)入側(cè)的腔并作為點(diǎn)狀圖案投影到屏幕上。
另外，作為示例，在液晶投影儀是其中配備了R、G和B三種液晶面板的三面板液晶投影儀的情況中，優(yōu)選地，使用與覆蓋構(gòu)件的孔接合的管道來將每個(gè)液晶面板固定到棱鏡上，該棱鏡將從三種液晶面板發(fā)射出來的光組合。
因此，因?yàn)槭褂霉艿辣旧韺⒚總€(gè)液晶面板固定到棱鏡上以減少覆蓋構(gòu)件和管道對液晶面板的負(fù)荷，所以可以防止由于負(fù)荷而導(dǎo)致的對準(zhǔn)(R、G和B的畫面的定位)偏移。
或者，作為另一示例，優(yōu)選地，在覆蓋構(gòu)件上配備凸起或孔形狀的附接部分，以將液晶面板固定到棱鏡上；使用覆蓋構(gòu)件的附接部分將每個(gè)液晶面板固定到棱鏡上；并且將與被附接到每個(gè)液晶面板的覆蓋構(gòu)件的孔接合的管道臨時(shí)固定到透鏡。
因此，因?yàn)橐部梢酝ㄟ^使用專用的附接部分來將每個(gè)液晶面板固定到棱鏡上，并臨時(shí)將管道固定到棱鏡上，減少覆蓋構(gòu)件和管道對液晶面板的負(fù)荷，所以可以防止由負(fù)荷導(dǎo)致的對準(zhǔn)偏移。


參考附圖，從下面對優(yōu)選實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的這些和其他目的和特征將變得清楚，附圖中圖1A和圖1B是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板的構(gòu)造的示例的示圖；圖2A和圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板的構(gòu)造的另一示例的示圖；圖3A和圖3B是示出了制造圖2A和圖2B所示的液晶面板的方法的示圖；圖4A和圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板的構(gòu)造的另一示例的示圖；圖5是示出了應(yīng)用了本發(fā)明的三面板液晶投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)施例的示圖；圖6是示出了圖5所示的三面板液晶投影儀中所配備的冷卻機(jī)構(gòu)的示圖；圖7是示出了圖6所示的冷卻機(jī)構(gòu)中的去泡沫部分的結(jié)構(gòu)的示圖；圖8A和圖8B是示出了在圖5所示的三面板液晶投影儀中將液冷液晶面板固定到交叉棱鏡(cross prism)的過程的示圖；以及圖9是示出了圖6所示的冷卻機(jī)構(gòu)的部分被修改的示例的示圖。
具體實(shí)施例方式
后文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中本發(fā)明被應(yīng)用于TFT液晶面板和包括TFT液晶面板的三面板液晶投影儀。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板首先解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板。圖1A和圖1B是示出了根據(jù)本發(fā)明的液冷液晶面板的構(gòu)造的第一示例的示圖(圖1A是剖視圖，圖1B是包括TCP的立體圖)。
液冷液晶面板包括直接附接到TFT襯底2(在此形成TFT元件的襯底)上的進(jìn)入側(cè)冷卻盒5，以及直接附接到相對的襯底3上的發(fā)射側(cè)冷卻盒9，其中TFT襯底2是組成TFT液晶面板1的兩個(gè)玻璃襯底中的一個(gè)，并且是光進(jìn)入側(cè)的襯底，襯底3是兩個(gè)玻璃襯底中的另一個(gè)，并且是光發(fā)射側(cè)的襯底。
進(jìn)入側(cè)冷卻盒5是這種形狀的構(gòu)件其只覆蓋TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)，使得在TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)形成一個(gè)腔，并且進(jìn)入側(cè)冷卻盒5由金屬(或者合成樹脂)制成的框架構(gòu)件6和透明玻璃板7組成，其中透明玻璃板7附接在框架構(gòu)件6上，透射進(jìn)入TFT液晶面板1的光。
類似地，發(fā)射側(cè)冷卻盒9是這種形狀的構(gòu)件其只覆蓋TFT液晶面板1的光發(fā)射側(cè)，使得在TFT液晶面板1的光發(fā)射側(cè)形成一個(gè)腔，并且發(fā)射側(cè)冷卻盒9由金屬(或者合成樹脂)制成的框架構(gòu)件10和透明玻璃板11組成，其中透明玻璃板11附接在框架構(gòu)件10上，透射從TFT液晶面板1發(fā)射出來的光。
因?yàn)檫M(jìn)入側(cè)冷卻盒5只覆蓋TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)，并且發(fā)射側(cè)冷卻盒9只覆蓋TFT液晶面板1的光發(fā)射側(cè)，所以液晶材料在TFT襯底2和相對的襯底3之間被密封處的密封部分4并不面對由進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9形成的腔。
在進(jìn)入側(cè)冷卻盒5中的透明玻璃板7的內(nèi)側(cè)(面對腔)附接有偏振板8，其使得只有預(yù)定的線性偏振光(P偏振光或S偏振光)進(jìn)入TFT液晶面板1。
在發(fā)射側(cè)冷卻盒9中的透明玻璃板11的內(nèi)側(cè)(面對腔)附接有偏振板12，其使得從TFT液晶面板1中發(fā)射出來的光中只有預(yù)定的線性偏振光(與偏振板8在正常黑模式中使得進(jìn)入TFT液晶面板1的線性偏振光相同)被透射。
在框架構(gòu)件6和10的上部分別配備有孔6a和10a，以將腔和外部連接。另外，在框架構(gòu)件6和10的下部配備有孔6b和10b，通過它們，在TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)的腔和光發(fā)射側(cè)的腔使用管道13被連接。
在該液冷液晶面板中，如圖所示，光進(jìn)入側(cè)的腔和光發(fā)射側(cè)的腔被冷卻液CL填充，并且TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)都被冷卻液CL冷卻，使得如果進(jìn)入TFT液晶面板1的光的量增加，可以使TFT液晶面板1的溫度升高受到充分的限制。
另外，因?yàn)榉乐沽嗣芊獠糠?浸入到填充在腔中的冷卻液CL中(因?yàn)槊芊獠糠?并不與冷卻液CL接觸)，所以可以防止冷卻液CL滲入液晶材料。
另外，因?yàn)槠癜?和12與冷卻液CL接觸，所以不僅可以冷卻TFT液晶面板1，還可以冷卻偏振板8和12。
另外，如圖所示，因?yàn)楣艿?4和管道15分別附接到孔6a和10a，并且腔連接到外部，所以形成了循環(huán)通路，其中冷卻液CL在這些腔和外部之間循環(huán)(從外部提供給光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)的其中一個(gè)腔的冷卻液CL被管道13傳送到另一腔，并且從該另一腔傳送到外部)，使得可以更有效地冷卻TFT液晶面板1。另外，利用如上所述的循環(huán)通路，防止了在腔中發(fā)生由于冷卻液CL的溫度差異而導(dǎo)致的自然對流，因而也可以防止自然對流作為條紋圖案投影到屏幕上。
作為將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9分別附接到TFT襯底2和相對襯底3的方法，例如有這樣的方法使用硅基粘合劑將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9分別與TFT襯底2和相對的襯底3粘合。但是，也可以使用其他方法，只要所應(yīng)用的方法不會(huì)使冷卻液CL從TFT襯底2和進(jìn)入側(cè)冷卻盒5之間的縫隙以及相對的襯底3和發(fā)射側(cè)冷卻盒9之間的縫隙泄露出來；并且依賴于冷卻液CL的種類，可以想到這樣的方法，其中通過機(jī)械壓力(例如彈簧壓力)將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9壓向TFT襯底2和相對襯底3，以合攏TFT襯底2和進(jìn)入側(cè)冷卻盒5之間的縫隙以及相對的襯底3和發(fā)射側(cè)冷卻盒9之間的縫隙。
另外，可以應(yīng)用普通的白色平板玻璃或藍(lán)色平板玻璃作為透明玻璃板7和11，或者也可以使用具有較高導(dǎo)熱性的水晶玻璃或藍(lán)寶石玻璃。另外，可以使用水或基于乙二醇的防凍液作為冷卻液CL。
接下來，圖2A和圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶面板的構(gòu)造的第二示例的示圖(圖2A是剖視圖，圖2B是立體圖)，并且對與圖1中相同的部分給出了相同的標(biāo)號，并且圖中沒有示出管道。
在該液冷液晶面板中，進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9分別通過第一透明玻璃板17和第二透明玻璃板18附接到TFT襯底2和相對的襯底3，透明玻璃板17和18的每個(gè)具有與TFT襯底2和相對的襯底3大致相等的尺寸。
圖3A和圖3B是示出了制造上述液冷液晶面板的方法的示圖。首先，如圖3A所示，進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9分別被附接到透明玻璃板17和透明玻璃板18上，以形成能夠被冷卻液填充的腔。隨后，如圖3B所示，附接有進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9的透明玻璃板17和透明玻璃板18分別被附接到TFT襯底2和相對的襯底3上。
可以使用白色平板玻璃或藍(lán)色平板玻璃；石英玻璃或Neoceram玻璃；或者水晶玻璃或藍(lán)寶石玻璃，作為透明玻璃板17和18。
另外，作為將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9分別附接到透明玻璃板17和透明玻璃板18的方法，有這樣的方法使用硅基粘合劑將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9粘合到透明玻璃板17和透明玻璃板18，以及這樣的方法在透明玻璃板17和18被金屬化后，將進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9結(jié)合到其中。
根據(jù)該液冷液晶面板，除了具有與在圖1A和圖1B所示的液冷液晶面板中所獲得的相同的有利結(jié)果之外，透明玻璃板17和18與TFT襯底2和相對的襯底3表面接觸，以分散由進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9引起的對整個(gè)TFT襯底2和相對的襯底3的負(fù)荷，由此可以防止TFT液晶面板1受到局部化的負(fù)荷。另外，當(dāng)形成腔時(shí)(在圖3A所示的階段)，TFT液晶面板1并不與透明玻璃板17和18以及進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9中任何一個(gè)相接觸，因而可以減少在制造液冷液晶面板過程中所引起的在TFT液晶面板1上的負(fù)荷。
接下來，圖4A和圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液冷液晶面板的構(gòu)造的第三示例的示圖(圖4A是剖視圖，圖4B是立體圖)，并且對與圖1相同的部分給出了相同的標(biāo)號，并且圖中沒有示出管道。
在該液冷液晶面板中，單個(gè)冷卻盒19被直接附接到TFT液晶面板1的TFT襯底2和相對的襯底3上。冷卻盒19的形狀是圖1所示的進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9的組合形狀，其中由TFT液晶面板1的光進(jìn)入側(cè)的進(jìn)入側(cè)冷卻盒5構(gòu)成的腔和由TFT液晶面板1的光發(fā)射側(cè)的發(fā)射側(cè)冷卻盒9構(gòu)成的腔在TFT液晶面板1的下部連接在一起，使得密封部分4并不與腔接觸。
與圖1中分別構(gòu)成進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9的框架構(gòu)件6和10相似，在構(gòu)成冷卻盒19的框架結(jié)構(gòu)20的上部中配備有孔20a和20b，以將光進(jìn)入側(cè)的腔和光發(fā)射側(cè)的腔以及外部連接起來。
根據(jù)該液冷液晶面板，除了具有與在圖1A和圖1B所示的液晶面板中所獲得的相同的有利結(jié)果之外，不需要使用管道，就可以將光進(jìn)入側(cè)的腔和光發(fā)射側(cè)的腔連接起來。
注意，在上述每個(gè)實(shí)施例中，偏振板8和12被附接到進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9，以面對被冷卻液填充的腔。但是，可以有這樣的情況，其中依賴于偏振板8和12的材料，偏振板8和12優(yōu)選地不與冷卻液接觸，并且因此在這種情形中，偏振板8和12可以被分別附接到進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9的前表面(即，透明玻璃板7和11的外側(cè))。
另外，在上述每個(gè)實(shí)施例中，在構(gòu)成進(jìn)入側(cè)冷卻盒5、反射側(cè)冷卻盒9和冷卻盒19的框架構(gòu)件6、10和20的上部配備有孔6a、10a和20a、20b，以將腔和外部連接。但是，并不局限于此，這些孔可以配置在框架構(gòu)件的前表面上(具有透明玻璃板的表面上)和側(cè)面上。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶投影儀接下來，將解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液晶投影儀。圖5是示出了應(yīng)用了本發(fā)明的三板液晶投影儀的關(guān)學(xué)系統(tǒng)的示圖。從光源21發(fā)射的光通過光學(xué)積分器(一對蠅眼(fly-eye)透鏡)22和聚光透鏡23進(jìn)入分色鏡24。藍(lán)色波長范圍中的光束被分色鏡24反射，而在其他波長范圍中的光束被透射。被分色鏡24反射的藍(lán)色波長范圍中的光束通過反射鏡26和聚光透鏡27進(jìn)入用于藍(lán)光的液冷液晶面板34(B)。
透射穿過分色鏡24的光束進(jìn)入分色鏡25。分色鏡25反射綠色波長范圍中的光束，并透射其他光束。被分色鏡25反射的綠色范圍中的光束進(jìn)入用于綠光的液冷液晶面板34(G)。
被分色鏡25透射的紅色波長范圍中的光束通過中繼透鏡29、反射鏡30、中繼透鏡31、反射鏡32和聚光透鏡33進(jìn)入液冷液晶面板34(R)。
液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)是根據(jù)上面所述的本發(fā)明的液冷液晶面板，并且具有圖1、圖2和圖4中所示的任何一種構(gòu)造。在液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)中，分別根據(jù)R、G和B的圖像信號來調(diào)制紅色、綠色和藍(lán)色波長范圍中的光束。然后，在通過交叉棱鏡將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)中經(jīng)調(diào)制的紅色、綠色和藍(lán)色范圍內(nèi)的光束組后之后，通過投影棱鏡36將組合后的光束投射到屏幕(圖中未示出)上。
圖6示出了圖5所示的三板液晶投影儀中所配備的液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的冷卻機(jī)構(gòu)。通過孔(圖1和2中的孔6a和10a，圖4中的孔20a和20b)，使用管道44至53形成了循環(huán)通路，包括液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)的腔(圖1、圖2和圖4)、作為熱沉的散熱器41和用于提供冷卻液的儲(chǔ)備箱42，在該循環(huán)通路中，泵43使冷卻液(水或基于乙二醇的防凍液)沿箭頭所示的方向循環(huán)。
具體地說，液冷液晶面板34(R)的光進(jìn)入側(cè)的腔通過金屬(或合成樹脂)制成的管道44被連接到散熱器41，散熱器41通過金屬(或合成樹脂)制成的管道45被連接到儲(chǔ)備箱42，儲(chǔ)備箱42通過金屬(或合成樹脂)制成的管道46被連接到泵43，并且泵43通過金屬(或合成樹脂)制成的管道47被連接到液冷液晶面板34(B)的光發(fā)射側(cè)的腔。
另外，液冷液晶面板34(B)的光進(jìn)入側(cè)的腔通過金屬(或合成樹脂)制成的管道48、橡膠制成的管道49和金屬(或合成樹脂)制成的管道50，被連接到液冷液晶面板34(G)的光發(fā)射側(cè)的腔；液冷液晶面板34(G)的光進(jìn)入側(cè)的腔通過金屬(或合成樹脂)制成的管道51、橡膠制成的管道52和金屬(或合成樹脂)制成的管道53，被連接到液冷液晶面板34(R)的光發(fā)射側(cè)的腔。
然后，從泵43被傳送到液冷液晶面板34(B)的光發(fā)射側(cè)的腔的冷卻液如下被循環(huán)從液冷液晶面板34(B)的光進(jìn)入側(cè)的腔→液冷液晶面板34(G)的光發(fā)射側(cè)的腔→液冷液晶面板34(G)的光進(jìn)入側(cè)的腔→液冷液晶面板34(R)的光發(fā)射側(cè)的腔→液冷液晶面板34(R)的光進(jìn)入側(cè)的腔→散熱器41→儲(chǔ)備箱42→泵43→液冷液晶面板34(B)的光發(fā)射側(cè)的腔。
在管道44至53之中，分別在相對于液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的上游管道47、50和53中配備去泡沫部分47a、50a和53a。這些去泡沫部分47a、50a和53a具有相同的結(jié)構(gòu)，并且圖7中代表性地示出了去泡沫部分47a的結(jié)構(gòu)。去泡沫部分47a由管道47的在與管道47縱向方向垂直地方向上并且相對于縱向旋轉(zhuǎn)對稱的隆起部分形成。
如圖7所示，在冷卻液CL循環(huán)的過程中，可能會(huì)有這樣的情況在冷卻液CL中產(chǎn)生氣泡BU。去泡沫部分47被設(shè)置用于形成空氣滯留空間(air entrapment)，其收集氣泡BU。另外，去泡沫部分47a相對于管道47的縱向旋轉(zhuǎn)對稱地形成，結(jié)果，在搬運(yùn)時(shí)液晶投影儀傾斜以及在要使用的天花板上懸掛液晶投影儀的情況中，氣泡一旦被收集在空氣滯留空間中，就不容易從去泡沫部分47a中泄漏出去。
圖8A和圖8B是示出了在圖5所示的三板液晶投影儀中將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上的步驟的示圖。如圖8A所示，面板固定金屬片61被附接到交叉棱鏡35的頂部表面上。在面板固定金屬片61中配備有孔61a至61f，每個(gè)孔都有稍大于管道44、53、51、50、48和47的直徑，并且每個(gè)孔對應(yīng)于在液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的每個(gè)冷卻盒的上部所配備的孔(圖1所示的示例中的孔6a和10a，圖4所示的示例中的孔20a和20b)。
隨后，如圖8B所示，圖6的管道44、53、51、50、48和47分別穿入附接到交叉棱鏡35上的面板固定金屬片61的孔61a、61b、61c、61d、61e和61f。然后，通過輕微移動(dòng)液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的位置(如圖6所示，因?yàn)橐豪湟壕姘?4(R)、34(G)和34(B)部分地使用橡膠管道49和52來彼此連接，所以可以通過這些管道49和52的柔性來移動(dòng)液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的位置)，執(zhí)行對準(zhǔn)調(diào)整(R、G、B彩色圖像中的每個(gè)的定位)。
在對準(zhǔn)調(diào)整完成后，使用粘合劑等將這些管道粘到面板固定金屬片61上，液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)被固定到交叉棱鏡35上。
如上所述，使用管道44、53、51、50、48和47本身來將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上，所以可以減少由冷卻盒和管道引起的對液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的負(fù)荷。
在該液晶投影儀中，液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)都被冷卻液冷卻，并且被液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)加溫的冷卻液在散熱器41中被冷卻，然后返回液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)，以再次冷卻光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)兩者，從而充分地限制了液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的溫度升高。另外，形成這樣的冷卻液的循環(huán)通路防止了液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的腔中由于冷卻液的溫度不同而出現(xiàn)的自然對流，由此可以防止這種自然對流作為條紋圖案投影到屏幕上。
另外，因?yàn)樵谘h(huán)通路中配備了儲(chǔ)備箱42來提供冷卻液，所以如果冷卻液從管道44到53中(尤其是從橡膠管道49和52中)蒸發(fā)了少許，也可以在長時(shí)間內(nèi)冷卻液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)。
另外，如圖7所示，可以在管道47、50和53中的去泡沫部分47a、50a和53a內(nèi)的空氣滯留空間中收集冷卻液中產(chǎn)生的氣泡，并且氣泡一旦被收集在空氣滯留空間中，就不容易泄漏，從而可以抑制在氣泡進(jìn)入液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的光進(jìn)入側(cè)的腔后作為點(diǎn)狀圖案投影到屏幕上。
此外，如圖8所示，因?yàn)槭褂霉艿辣旧韺⒁豪湟壕姘?4(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上，所以減少了由于冷卻盒和管道引起的對液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)的負(fù)荷，從而可以防止由負(fù)荷引起的對準(zhǔn)(彩色畫面R、G、B中的每個(gè)的定位)的偏移。
注意，在圖6所示的示例中，在散熱器41中被冷卻的冷卻液在如下方向循環(huán)液冷液晶面板34(B)→液冷液晶面板34(G)→液冷液晶面板34(R)。這是因?yàn)橛捎诜烹姽艿奶匦砸约翱梢姸?，進(jìn)入藍(lán)色的液晶面板的光束的量通常大于進(jìn)入紅色的液晶面板的光束的量，所以希望提供給液冷液晶面板34(B)的冷卻液更冷。但是，相反地，冷卻液也可以在如下方向循環(huán)液冷液晶面板34(R)→液冷液晶面板34(G)→液冷液晶面板34(B)。
另外，在圖6所示的示例中，冷卻液中產(chǎn)生的氣泡被收集在管道47、50和53中所配備的去泡沫部分47a、50a和53a內(nèi)的空氣滯留空間中。但是，代替上述空氣滯留空間或者除了上述空氣滯留空間之外，儲(chǔ)備箱42也可以用作空氣滯留空間。為了利用儲(chǔ)備箱42，如圖9所示，使用去泡沫功能泵71(其中進(jìn)入的液體被旋轉(zhuǎn)以通過離心力被收集在旋轉(zhuǎn)中心)，并且被去泡沫功能泵71去除了其中的氣泡BU的冷卻液CL被送到液冷液晶面板34(B)，而在去泡沫功能泵71中獲得的包含氣泡BU的冷卻液CL通過管道72返回儲(chǔ)備箱42。因此，含有氣泡BU的冷卻液CL在去泡沫功能泵71和儲(chǔ)備箱42之間循環(huán)，在儲(chǔ)備箱42中獲得了收集氣泡的空氣滯留空間AR(即，儲(chǔ)備箱42也被用作空氣滯留空間)。
此外，在圖8A和圖8B的示例中，使用管道44、53、51、50、48和47本身將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上。但是，也可以想到另外的示例，其中在冷卻盒的框架構(gòu)件(圖1中進(jìn)入側(cè)冷卻盒5和發(fā)射側(cè)冷卻盒9的框架構(gòu)件6、10，以及圖4中冷卻盒19的框架構(gòu)件20)中專門配備銷或孔，用于將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上；使用銷或孔將液冷液晶面板34(R)、34(G)和34(B)固定到交叉棱鏡35上；使用粘合劑或者由固化后具有柔性的某種材料制成的類似物，將管道44、53、51、50、48和47臨時(shí)固定到交叉棱鏡35上。這樣，減少了由于冷卻盒和管道引起的對液晶面板的負(fù)荷，從而可以防止由于這種負(fù)荷而導(dǎo)致的對準(zhǔn)的偏移。
此外，雖然在上述實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于TFT液晶面板和三板液晶投影儀，但是本發(fā)明并不局限于此，而可以應(yīng)用于除了TFT液晶面板之外的其他液晶面板以及單板液晶投影儀。
雖然已經(jīng)參考了被選擇用于說明目的的具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該清楚，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對此做出許多修改，而不脫離本發(fā)明的基本概念和范圍。
本發(fā)明包含于2004年5月14日向日本特許廳提交的日本專利申請JP2004-145121所涉及的主題，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種液冷液晶面板，包括被附接到所述液晶面板上的覆蓋構(gòu)件，所述覆蓋構(gòu)件在所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，并且覆蓋所述液晶面板，使得液晶材料的密封部分不面對所述腔，并且所述覆蓋構(gòu)件透射進(jìn)入所述液晶面板的光以及從所述液晶面板發(fā)射出去的光，其中，由所述覆蓋構(gòu)件形成的腔被冷卻液填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，所述覆蓋構(gòu)件由如下構(gòu)件形成進(jìn)入側(cè)覆蓋構(gòu)件，所述進(jìn)入側(cè)覆蓋構(gòu)件只覆蓋所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)，以在所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)形成腔，并且所述進(jìn)入側(cè)覆蓋構(gòu)件透射進(jìn)入所述液晶面板的光，和發(fā)射側(cè)覆蓋構(gòu)件，所述發(fā)射側(cè)覆蓋構(gòu)件只覆蓋所述液晶面板的光發(fā)射側(cè)，以在所述液晶面板的光發(fā)射側(cè)形成腔，并且所述發(fā)射側(cè)覆蓋構(gòu)件透射從所述液晶面板發(fā)射出去的光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，所述覆蓋構(gòu)件由單個(gè)構(gòu)件形成，所述光進(jìn)入側(cè)的腔和所述光發(fā)射側(cè)的腔利用所述單個(gè)構(gòu)件被連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，所述覆蓋構(gòu)件被直接附接到所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，所述覆蓋構(gòu)件分別通過第一透明玻璃板和第二透明玻璃板被附接到所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底上，所述第一透明玻璃板和第二透明玻璃板具有與所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底大致相同的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，僅使得預(yù)定線性偏振光進(jìn)入所述液晶面板的偏振板以及僅使得從所述液晶面板發(fā)射出來的光中的預(yù)定線性偏振光透射的偏振板被附接到所述覆蓋構(gòu)件上，以面對所述腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，僅使得預(yù)定線性偏振光進(jìn)入所述液晶面板的偏振板以及僅使得從所述液晶面板發(fā)射出來的光中的預(yù)定線性偏振光透射的偏振板被附接到所述覆蓋構(gòu)件的前表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷液晶面板，其中，所述覆蓋構(gòu)件具有孔，以將所述腔和外部連接起來。
9.一種制造液冷液晶面板的方法，在所述液冷液晶面板中，被附接到所述液晶面板上的覆蓋構(gòu)件在所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，所述覆蓋構(gòu)件覆蓋所述液晶面板，使得液晶材料的密封部分不面對所述腔，并且所述覆蓋構(gòu)件透射進(jìn)入所述液晶面板的光以及從所述液晶面板發(fā)射出去的光，并且所述腔被冷卻液填充，所述方法包括如下步驟通過將所述覆蓋構(gòu)件附接到第一和第二透明玻璃板上形成所述腔，其中所述第一和第二透明玻璃板的每個(gè)具有與所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底大致相同的尺寸，以及將分別附接有所述覆蓋構(gòu)件的所述第一和第二透明玻璃板附接到所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)襯底和光發(fā)射側(cè)襯底上。
10.一種液晶投影儀，其中從光源發(fā)射出來的光進(jìn)入液晶面板，并且通過所述液晶面板被調(diào)制的光從投影透鏡被發(fā)射出去，所述液晶投影儀包括被附接到所述液晶面板上的覆蓋構(gòu)件，所述覆蓋構(gòu)件在所述液晶面板的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，并且覆蓋所述液晶面板，使得液晶材料的密封部分不與所述腔接觸，所述覆蓋構(gòu)件具有將所述腔與外部連接在一起的孔，并且所述覆蓋構(gòu)件透射進(jìn)入所述液晶面板的光以及從所述液晶面板發(fā)射出去的光，其中，在所述腔和用于散熱的散熱器之間形成有循環(huán)通路，以經(jīng)由所述覆蓋構(gòu)件中的所述孔通過泵使冷卻液循環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶投影儀，其中，在所述循環(huán)通路上配備有儲(chǔ)備箱，以提供所述冷卻液。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶投影儀，其中，構(gòu)成所述循環(huán)通路的管道的一部分在與所述管道的縱向方向垂直的方向上隆起。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶投影儀，其中，構(gòu)成所述循環(huán)通路的管道的一部分在與所述管道的縱向方向垂直的方向上隆起，并且相對于所述縱向方向旋轉(zhuǎn)對稱。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶投影儀，其中，所述泵是去泡沫功能泵，在所述循環(huán)通路中相對于所述去泡沫功能泵的上游配備有提供所述冷卻液的儲(chǔ)備箱，并且被所述去泡沫功能泵去除了氣泡的所述冷卻液被送到所述液晶面板，被所述去泡沫功能泵收集的含有氣泡的所述冷卻液被返回所述儲(chǔ)備箱。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶投影儀，其中，紅、綠和藍(lán)三種液晶面板被配備作為所述液晶面板，并且每種所述液晶面板使用與所述覆蓋構(gòu)件的所述孔接合的管道被固定到棱鏡上，所述棱鏡組合從所述三種液晶面板發(fā)射出來的光。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶投影儀，其中，紅、綠和藍(lán)三種液晶面板被配備作為所述液晶面板；所述覆蓋構(gòu)件具有附接部分，所述附接部分具有凸起或孔的形狀，以將所述液晶面板固定到棱鏡上，所述棱鏡組合從所述三種液晶面板發(fā)射出來的光；并且每種所述液晶面板使用所述覆蓋構(gòu)件的所述附接部分被固定到所述棱鏡上，并且與被附接到每種所述液晶面板的所述覆蓋構(gòu)件的所述孔接合的管道被臨時(shí)固定到所述棱鏡上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液冷液晶面板及其制造方法以及液晶投影儀。其中通過利用冷卻液來冷卻液晶面板，充分限制了液晶面板的溫度升高，并且防止了冷卻液向液晶材料的滲透。覆蓋構(gòu)件(5、9)被附接到液晶面板(1)上，其中覆蓋構(gòu)件分別在液晶面板(1)的光進(jìn)入側(cè)和光發(fā)射側(cè)形成腔，覆蓋構(gòu)件覆蓋液晶面板(1)，使得液晶材料的密封部分(4)不與腔接觸，并且透射進(jìn)入液晶面板(1)的光和從液晶面板(1)發(fā)射出去的光；并且腔被冷卻液(CL)填充。
文檔編號G02F1/13GK1696766SQ20051006936
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者大久保琢二, 米屋大, 淺野善郎, 藤井寬昭 申請人:索尼株式會(huì)社