CN102213901A - 图像显示装置和投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像显示装置，其包括：显示图像的图像显示元件；遮光构件，包括遮挡光到达所述图像显示元件的周边部的遮光部；和防尘构件，设置成包围所述图像显示元件和所述遮光部的外周，使得定位在所述防尘构件内部的所述图像显示元件和所述遮光部具有防尘结构；其中，所述遮光构件包括散热部，所述散热部与所述遮光部一体地形成并且将热从所述遮光部释放到所述防尘构件的外部。本发明还涉及一种投影装置。

Description

图像显示装置和投影装置

发明领域

本发明涉及一种设置有遮光构件的图像显示装置和一种投影装置，所述遮光构件遮挡光到达图像显示元件的周边部。

背景技术

在现有技术中，液晶投影仪(投影装置)包括：由被反射器支持的灯或类似物构成的光源单元；形成影像的图像形成单元；和由投射影像的透镜等构成的投影单元。图像形成单元设置有包括图像显示元件和类似物的液晶面板(图像显示装置)。

这里，作为图像显示装置，存在有反射型液晶元件，所述反射型液晶元件具有用于显示图像的显示表面和配置成与显示表面相反的背面。此外，具有散热鳍片(fin)的支承构件支承液晶元件的背面，从而将液晶元件产生的热释放到外部。

然而，根据日本未审查专利申请公布号2005-134567中所公开的技术，液晶元件背面侧能冷却，但是来自显示表面侧的热无法释放到外部。具体地，由于遮挡光到达显示表面的周边部的遮光构件配置在液晶元件的显示表面侧，遮光构件以及液晶元件也发热。日本未审查专利申请公布号2005-134567未公开对于从遮光构件发出的热的对策。

图7示出了用于现有技术中这种液晶投影仪的反射型液晶面板300的截面图。

如图7所示，反射型液晶面板300包括：液晶元件310，具有配置在显示图像的显示表面侧的透明电极基板311；配置在背面侧的像素电极基板312；介于这两个基板之间的液晶层313；防尘橡胶320，密封液晶元件310的周边，以获得防尘结构；遮光板330，作为遮挡光到达透明电极基板311的周边部的遮光构件；和支承构件340，支承液晶元件310(像素电极基板312)。

这里，从光源产生的光进入透明电极基板311和遮光板330。由于这个原因，液晶元件310的温度上升并且遮光板330受热。液晶元件310的热通过安装在像素电极基板312侧的支承构件340中的散热鳍片350释放到外部。

另一方面，遮光板330的热释放到由防尘橡胶320形成的密闭空间301内。由此，密闭空间301发生温度上升，并且随着时间的流逝，遮光板330和密闭空间301的温度变高。此外，如果从遮光板330向液晶元件310的辐射热增加，则液晶元件310中会出现黑度不均匀(black unevenness)，这将导致图像质量恶化。

发明内容

本发明的目的是使遮光构件能够具有散热对策，以改善图像质量。

根据本发明一实施例，提供一种图像显示装置，其包括：显示图像的图像显示元件；遮光构件，包括遮挡光到达所述图像显示元件的周边部的遮光部；和防尘构件，设置成包围所述图像显示元件和所述遮光部的外周，使得定位在所述防尘构件内部的所述图像显示元件和所述遮光部具有防尘结构，其中，所述遮光构件包括散热部，所述散热部与所述遮光部一体地形成并且将所述遮光部的热释放到所述防尘构件的外部。

根据本发明一实施例，提供一种投影装置，包括：显示图像的图像显示元件；遮光构件，包括遮挡光到达所述图像显示元件的周边部的遮光部；防尘构件，设置成包围所述图像显示元件和所述遮光部的外周，使得定位在所述防尘构件内部的所述图像显示元件和所述遮光部具有防尘结构；光源，产生进入所述图像显示元件的光；和透镜，投射所述图像显示元件中显示的图像；其中，所述遮光构件包括散热部，所述散热部与所述遮光部一体地形成并且将所述遮光部的热释放到所述防尘构件的外部。

根据本发明的实施例，提供一种包括遮光部的遮光构件，所述遮光部遮挡光到达图像显示元件的周边部。此外，所述遮光构件包括散热部，所述散热部将所述遮光部的热释放到所述防尘构件的外部。由此，通过散热部将遮光构件的遮光部的热释放到防尘构件的外部，从而抑制了遮光部的温度的上升。

根据本发明，通过遮光构件的散热部，抑制了遮光部的温度发生上升，从而能减少从遮光部向图像显示元件的辐射热。因此，能够防止图像显示元件中发生黑度不均匀，从而改善影像质量。

附图说明

图1是侧视图，示出了作为本发明一实施例的投影装置的液晶投影仪的光学单元。

图2是侧视图，示出了图1所示光学单元的图像形成单元的周边部。

图3是概念简图，示出作为本发明一实施例的投影装置的液晶投影仪的构造。

图4是横截面视图，示出用于液晶投影仪的反射型液晶面板(第一实施例)，所述液晶投影仪作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

图5是透视图，示出用于液晶投影仪的反射型液晶面板(第一实施例)，所述液晶投影仪作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

图6是透视图，示出用于液晶投影仪的反射型液晶面板(第二实施例)，所述液晶投影仪作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

图7是横截面视图，示出用于现有技术的液晶投影仪的反射型液晶面板。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本发明的实施例进行描述。

这里，根据本发明一实施例的投影装置在以下实施例中称为液晶投影仪10。根据本发明一实施例的图像显示装置在以下实施例中称为用于液晶投影仪10的反射型液晶面板100和200。

此外，描述将按以下顺序进行。

1.第一实施例(图像显示装置：遮光构件的构造示例)

2.第二实施例(图像显示装置：具有主动式冷却单元的构造示例)

投影装置的构造示例

图1是侧视图，示出了作为根据本发明一实施例的投影装置的液晶投影仪10的光学单元20。

图2也是侧视图，示出了图1所示光学单元20的图像形成单元40的周边部。

图3是示意图，示出了作为根据本发明一实施例的投影装置的液晶投影仪10的构造。

如图1至图3所示，在此实施例中，液晶投影仪10中的光学单元20包括：光源单元30、图像形成单元40、和投影单元50。

这里，光源单元30包括灯31(对应于本发明一实施例的光源)、反射器32、和防护玻璃33。

灯31可使用金属卤化物灯、氙气灯、卤素灯、或类似的产生无偏振的、包括红光(R光)、绿光(G光)、和蓝光(B光)的白光的灯，以及现有技术中已有的其它各种灯。由灯31产生的白光在被反射器32反射之后变成平行光，并且从防护玻璃33发射出。

另外，图像形成单元40包括：蝇眼透镜34a和34b、PS变换元件35、和聚光透镜36。

蝇眼透镜34a和34b成对地配置在与防护玻璃33隔开的位置，并且使从防护玻璃33发射出的光的亮度分布均匀。PS变换元件35包括按条状配列的偏振分束器、和与偏振分束器对应地间歇设置的相位差板，并且PS变换元件35变换偏振方向。由此，从聚光透镜36发射出的光变换成作为预定偏振光(例如，作为p偏振光)而配列的平行光，然后进入图像形成单元40。

图像形成单元40包括：交叉分色镜(cross-dichroic mirror)41、反射镜42a和42b、和分色镜43。

从聚光透镜36发射出的白光束被交叉分色镜41分成短波长侧的蓝色波长范围的光束(B光束)和长波长侧的红色和绿色波长范围的光束(R光束和G光束)。B光束被反射镜42a反射，R和G光束被反射镜42b反射。此外，R和G光束中的在短波长侧的G光束被分色镜43反射，而在长波长侧的R光束穿过分色镜43。因此，G光束和R光束也被分开。

图像形成单元40包括：偏光元件44R、44G和44B；反射型液晶面板100R、100G和100B；分隔板46；和交叉分色棱镜47。偏光元件44R、44G、和44B以及液晶面板100R、100G和100B固定到分隔板46的侧表面，而分隔板46固定到交叉分色棱镜47的上表面和下表面。

偏光元件44R使已穿过分色镜43的作为p偏振光的R光穿过，然后进入液晶面板100R。用于显示红色图像信息的液晶面板100R施加对应于R光的影像信号，并且通过旋转R光的偏振方向而输出已调制的R光。通过在液晶面板100R中的空间调制而变换成s偏振光的R光，被偏光元件44R反射，然后进入交叉分色棱镜47。

以相同的方式，偏光元件44G使已被分色镜43反射的p偏振光——G光穿过，然后进入液晶面板100G。用于显示绿色图像信息的液晶面板100G施加对应于G光的影像信号，并且通过旋转G光的偏振方向而输出已调制的G光。通过在液晶面板100G中的空间调制而变换成s偏振光的G光，被偏光元件44G反射，然后进入交叉分色棱镜47。

以相同的方式，偏光元件44B使已被交叉分色镜41分离并被反射镜42a反射的p偏振光——B光穿过，然后进入液晶面板100B。用于显示蓝色图像信息的液晶面板100B施加对应于B光的影像信号，并且通过旋转B光的偏振方向而输出已调制的B光。通过在液晶面板100B中的空间调制而变换成s偏振光的B光，被偏光元件44B反射，然后进入交叉分色棱镜47。

交叉分色棱镜47将入射的R、G和B光合成为一束被引导向投影单元50的影像光束。被引导到投影单元50的影像光束经由具有投影用透镜的透镜筒51放大投射到屏幕上。

液晶投影仪10不仅可用作商业用途的、具有较小倍率的液晶投影仪，而且也可用作礼堂或影院所用的具有大的倍率的液晶投影仪。

1.第一实施例：图像显示装置的构造示例

图4是截面图，示出了用于液晶投影仪10(见图3)的反射型液晶面板100(第一实施例)，所述液晶投影仪10作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

图5是透视图，示出用于液晶投影仪10的反射型液晶面板100(第一实施例)，所述液晶投影仪10作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

图4和图5所示的液晶面板100对应于图3所示的液晶面板100R、100B和100G。液晶面板100包括：液晶元件110(相当于根据本发明一实施例的图像显示元件)；防尘橡胶120(对应于根据本发明一实施例的防尘构件)，密封液晶元件110的周边部，使得液晶元件110具有防尘结构；和遮光构件130，遮挡光到达液晶元件110的周边部。

这里，液晶元件110包括：配置在液晶元件110的显示表面侧的透明电极基板111；配置在背面侧的像素电极基板112；和介于透明电极基板111与像素电极基板112之间的液晶层113。此外，液晶元件110基于从柔性电极板114提供的图像信号，利用像素单元对来自灯31(见图3)的光进行调制和反射，从而显示图像。

透明电极基板111设置有玻璃基板和形成在玻璃基板上表面向像素电极基板112的透明电极。

透明电极由例如容许光穿过、并且是锡氧化物和铟氧化物的固溶体的铟锡氧化物膜(indium tin oxide film)制成。此外，透明电极被施加对整个像素区域共同的电压(例如，接地电压)。

像素电极基板112包括硅基板，由晶体管和电容构成的主动式(active)驱动电路形成在所述硅基板上。反射型像素电极形成在硅基板的面向液晶层113的表面上。像素电极基板112根据从柔性电极板114施加的电压对各像素进行控制，并且在全体像素中形成图像。

液晶元件110由固定到像素电极基板112的背面侧的支承构件140支承。具体地，支承构件140具有：支承面141，与像素电极基板112的背面接触、并且支承液晶元件110；和不与像素电极基板112的背面接触的凹部。液晶元件110的位置通过支承面141与像素电极基板112之间的接触确定。

散热鳍片150的凸部***到支承构件140的凹部中，并且像素电极基板112、支承构件140、和散热鳍片150被填充所述凹部的填充剂160固定。填充剂160具有导热性，从而使来自像素电极基板112的热能够经由填充剂160有效地移动至散热鳍片150。散热鳍片150设置有多个鳍片，以便通过增大表面积来增大与空气的接触面积。由此，液晶元件110的、由来自灯31(见图3)的光所产生的热，从像素电极基板112传至填充剂160，然后通过散热鳍片150释放到大气中。

另外，支承构件140的支承面141支承遮光构件130。具体地，遮光构件130与像素电极基板112外的支承面141形成接触，并且支承构件140和遮光构件130通过粘接剂固定。遮光构件130由具有低热阻的铝压铸(die casting)而成，并且包括：遮盖透明电极基板111的周边部的遮光部131、和与遮光部131一体地形成的散热鳍片132(对应于根据本发明一实施例的散热部)。

遮光构件130的遮光部131覆盖透明电极基板111的周边部，并且遮挡光进入除液晶元件110的有效像素外的部分。散热鳍片132设置有多个鳍片，以便通过增大表面积来增大与空气的接触面积。由此，来自遮光部131的、由来自灯31(见图3)的光所产生的热，通过散热鳍片132释放到大气中。

防尘橡胶120固定到遮光构件130，以包围遮光部131和液晶元件110的外周。防尘橡胶120将液晶元件110和遮光部131的周边密封，并且在液晶面板100安装到分隔板46(见图2)时形成密闭空间101。定位在防尘橡胶120内部的液晶元件110和遮光部131具有防尘结构，因此防止由于脏物或灰尘附着于透明电极基板111而导致影像质量恶化。

这里，液晶元件110和遮光部131因从灯31(见图3)所产生的光进入透明电极基板111而发热。特别地，近年来，为了提高亮度，进入反射型液晶面板100的光的强度逐渐增大。因此，液晶元件110和遮光部131的温度变高。

然而，如上所述，根据第一实施例的液晶面板100经由导热的填充剂160在液晶元件110的像素电极基板112侧设置有散热鳍片150。由此，即使透明电极基板111侧配置在密闭空间101内，也因为散热鳍片150暴露于大气，而能有效地冷却液晶元件110。

另外，遮光构件130设置有与遮光部131一体地形成的散热鳍片132。散热鳍片132将热从遮光部131释放到防尘橡胶120的外部。由于这个原因，即使遮光部131配置在密闭空间101的内部，也因为散热鳍片132将热从遮光部131释放到外部(大气)，而能有效地冷却遮光部131。因此，抑制了从遮光部131向液晶元件110的辐射热，从而即使提高了亮度，也能防止图像质量恶化。

2.第二实施例：图像显示装置的构造示例

图6是透视图，示出了用于液晶投影仪10(见图3)的反射型液晶面板200(第二实施例)，所述液晶投影仪10作为根据本发明一实施例的图像显示装置。

以图4和图5所示第一实施例的液晶显示面板100相同的方式，图6所示第二实施例的反射型液晶面板200(对应于根据本发明一实施例的图像显示元件)包括：防尘橡胶120，密封液晶元件110的周边部，使得液晶元件110具有防尘结构；和遮光构件130，遮挡光到达液晶元件110的周边部。此外，液晶面板200包括支承液晶元件110的支承构件140和冷却液晶元件110的散热鳍片150。

此外，根据第二实施例的液晶面板200包括安装于支承构件140的主动式(active)冷却风扇210(对应于根据本发明一实施例的主动式冷却单元)。

主动式冷却风扇210强制将来自遮光构件130的散热鳍片132或散热鳍片150的热释放到外部。

具体地，主动式冷却风扇210的旋转使散热鳍片132和散热鳍片150的周围空气流动(吹送或吸入)，由此释放散热鳍片132和散热鳍片150的热。由此，能更有效地冷却图4所示的液晶元件110和遮光部131。

如上所述，虽然对本发明的实施例已进行描述，但是本发明不限于上述的实施例，而可具有多种变型。

例如，在上述实施例的遮光构件130中，遮光部131和散热鳍片132通过铝压铸而物理地形成为一体。然而，本发明不限于此，而是，由各种类型的材料例如具有低热阻的纯铝或铜制成的遮光部和散热部分别地形成，并且它们两者可通过具有导热性的粘接剂或类似物而接合在一起。

本申请包括2010年4月12日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-091705中所公开内容相关的主题，该专利申请的全部内容通过引用结合于此。

本领域技术人员应当理解，在附属的权利要求及其等同方案的范围内，依据设计要求和其它因素，可进行各种变型、组合、子组合和替代。

Claims (4)

1.一种图像显示装置，包括：

显示图像的图像显示元件；

遮光构件，包括遮挡光到达所述图像显示元件的周边部的遮光部；和

防尘构件，设置成包围所述图像显示元件和所述遮光部的外周，使得定位在所述防尘构件内部的所述图像显示元件和所述遮光部具有防尘结构，

其中，所述遮光构件包括散热部，所述散热部与所述遮光部一体地形成并且将所述遮光部的热释放到所述防尘构件的外部。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述散热部包括增大所述散热部的表面积的散热鳍片。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，还包括通过将所述散热部的热强制放出、以冷却所述遮光部的主动式冷却单元。

4.一种投影装置，包括：

显示图像的图像显示元件；

遮光构件，包括遮挡光到达所述图像显示元件的周边部的遮光部；

防尘构件，设置成包围所述图像显示元件和所述遮光部的外周，使得定位在所述防尘构件内部的所述图像显示元件和所述遮光部具有防尘结构，

光源，产生进入所述图像显示元件的光；和

透镜，投射所述图像显示元件中显示的图像，

其中，所述遮光构件包括散热部，所述散热部与所述遮光部一体地形成并且将所述遮光部的热释放到所述防尘构件的外部。

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