JPH1164849A - 液晶表示装置用光源及びそれを用いたカラー液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置用光源及びそれを用いたカラー液晶表示装置

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JPH1164849A
JPH1164849A JP22899397A JP22899397A JPH1164849A JP H1164849 A JPH1164849 A JP H1164849A JP 22899397 A JP22899397 A JP 22899397A JP 22899397 A JP22899397 A JP 22899397A JP H1164849 A JPH1164849 A JP H1164849A
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JP
Japan
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light emitting
light source
liquid crystal
light
display device
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JP22899397A
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English (en)
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Daisuke Takemori
大▲祐▼ 竹森
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、光源自体で冷却が行え、表示装
置内の冷却装置を極力少なくした液晶表示用光源及びそ
れを用いたカラー液晶表示装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 この発明の光源20は、前面に赤色また
は緑色若しくは青色の発光ダイオード21が複数個2次
元的に配列された基板の裏面側にサーモモジュール24
が取り付られ、このサーモモジュール24を発光ダイオ
ード21の電流通路に負荷として電気的に接続し、サー
モモジュール24を基板の冷却と発光ダイオード21間
の補償用負荷として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、投写型カラー液
晶表示装置等に用いて好適な液晶表示装置用光源及びそ
の光源を用いたカラー液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、カラー画像をスクリーン上に投
写する投写型カラー液晶表示装置の内部構造を示した概
略構成図である。図6に示すように、この投写型カラー
液晶表示装置は、光源1から白色光が出射され、この光
が2枚のダイクロイックミラー2、3にて赤色用と緑色
用と青色用の3つの光路に分割される。各光路上には、
液晶パネル4、5、6が配置されており、各パネル4、
5、6上に形成された画像上を光が通過して得られる赤
色(R)、緑色(G)、青色(B)の映像光は、2枚の
ミラー7、8及び2枚のダイクロイックミラー9、10
によって一つの出射光路上に集められる。これにより、
赤色画像、緑色画像、青色画像の重ね合わせがなされ、
この重ね合わせにより形成されたカラー画像は投写レン
ズ11を経てスクリーン12上に投影される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の投写型
カラー液晶表示装置においては、図7に示すように、光
源1としてメタルハライドランプやキセノンランプなど
のランプ1aとリフレクタ1bとを組み合わせたものが
用いられている。
【0004】ところで、上記したメタルハライドランプ
やキセノンランプなどのランプ1aにあっては、使用時
に高熱を発し、そのため装置内をファンなどで冷却する
必要があった。
【0005】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたものにして、光源自体で冷却が行
え、表示装置内の冷却装置を極力少なくした液晶表示用
光源及びそれを用いたカラー液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の光源は、前面
に赤色または緑色若しくは青色の発光素子が複数個2次
元的に配列された基板の裏面側に電子冷却素子が取り付
られ、この電子冷却素子を前記発光素子の電流通路に負
荷として電気的に接続し、前記電子冷却素子を前記基板
の冷却と前記発光素子間の補償用負荷として用いること
を特徴とする。
【0007】また、この発明の光源は、前面に赤色と緑
色及び青色の発光素子が複数個ランダムに2次元的に配
列された基板の裏面側に電子冷却素子が取り付けられ、
この電子冷却素子を前記発光素子の電流通路に負荷とし
て電気的に接続し、前記電子冷却素子を前記基板の冷却
と前記発光素子間の補償用負荷として用いることを特徴
とする。
【0008】更に、前記電子冷却素子に放熱フィンを有
する放熱板を取り付けるとよい。
【0009】上記した構成によれば、電子冷却素子によ
り発光素子に流れる電流を制御すると共に発光素子を冷
却することができる。また、放熱フィン、冷却フィンを
直接発光素子に取り付けることに比して、電子冷却素子
で熱を吸収して冷却できるため、効率的な冷却が行え
る。
【0010】この発明は、赤色の画像を変調する赤色用
表示パネルと、この赤色用表示パネルに赤色光を照射す
る上記に記載の光源と、緑色の画像を変調する緑色用表
示パネルと、この緑色用表示パネルに緑色光を照射する
上記に記載の光源と、青色の画像を変調する青色用表示
パネルと、この青色用表示パネルに青色光を照射する上
記に記載の光源と、前記各表示パネルを透過した映像光
を合成する光学手段と、を備え、前記電子冷却素子に取
り付けられる放熱フィンが表示装置の筺体から外部に露
出させる。
【0011】上記した構成によれば、放熱板の各放熱フ
ィンはは表示装置の筺体から外部に露出するので、表示
装置の筺体内に熱がこもることもなく、筺体内に冷却フ
ァンなどを設けることなく液晶パネルを含め筺体内部を
常に所定温度以下の状態に保てる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明をその実施の形態
を示す図に基づいて説明する。図1は、この発明の実施
の形態に係る光源を示す概略斜視図、図2は同概略平面
図、図3は同概略側面図である。
【0013】図に示すように、この発明の光源20は、
複数の発光素子としての発光ダイオード21…が絶縁性
基板22上に2次元的に配置されている。そして、この
発光ダイオード21…の配置に合わせて光学素子として
のマイクロレンズアレイ23が装着されている。各発光
ダイオード21…は色再現範囲で均一な表示ができる点
光源であり、発光ダイオード21の発光点から出射され
た光がマイクロレンズアレイ23により平行光束化され
ることにより、分散角が小さくなり平行に極めて近い照
明光が得られる。
【0014】また、絶縁性基板22の裏面には、直流電
流駆動による発光ダイオード21…発熱を抑えるための
電子冷却素子であるサーモモジュール24が装着されて
いる。このサーモモジュール24の裏面には放熱フィン
25fを有する放熱板25が装着されている。
【0015】上記光源20は、図4の等価回路図に示す
ように、複数の発光ダイオード21が直流駆動される。
それぞれの発光ダイオード21…には負荷抵抗21Rが
設けられると共に、発光ダイオード21間のばらつきを
補償するために電流通路にサーモモジュール24が挿入
されている。この光源20では、発光ダイオード21…
を駆動すると、サーモモジュール24にも電流が流れ
る。発光ダイオード21…が駆動すると、発熱し絶縁基
板22には発光ダイオード21…から熱が伝わり熱くな
るがこの熱はサーモモジュール素子24により吸収され
る。そして、サーモモジュール24の基板22とは逆側
には放熱板25が設けられているので、この放熱板25
の放熱フィン25fから熱が放熱される。また、このサ
ーモモジュール21は発光ダイオード21…間に流れる
電流を制御する機能も担い、発光ダイオード21のばら
つき制御用の負荷抵抗を省略することができる。
【0016】上記した光源20を2インチ相当の液晶パ
ネルを照射するメタルハイライドランプ200W程度の
照明光として用いる場合には、30mm×40mm程度
の絶縁基板22上に約1mmピッチ程度で、1000〜
1500の発光ダイオード21を2次元的に配置すれば
よい。
【0017】上記した光源20を3板式の投写型カラー
液晶表示装置に用いる場合には、赤色の画像が表示され
る液晶パネルを照射させる光源として、赤色発光ダイオ
ードを2次元的に配置したものを、緑色の画像が表示さ
れる液晶パネルを照射させる光源として、緑色発光ダイ
オードを2次元的に配置したものを、青色の画像が表示
される液晶パネルを照射させる光源として、青色発光ダ
イオードを2次元的に配置したものを、それぞれ用意す
るとよい。
【0018】なお、上記したこの発明の光源20で白色
光源を得る場合には、赤、青、緑の発光ダイオード21
をランダムに2次元的に配置し、マイクロレンズアレイ
23の全面に拡散板を設けて赤、緑、青を合成するよう
に構成すればよい。
【0019】次に、この発明の光源を用いた投写型カラ
ー液晶表示装置の実施の形態を図5に従い説明する。
【0020】図5に示すように、絶縁性基板上に赤色発
光ダイオードを2次元的に配置し、その上にマイクロレ
ンズアレイを装着した光源20(R)を用意する。この
光源20(R)上に赤色用画像が表示される液晶パネル
31を装着する。そして、赤色発光ダイオードから出射
され、マイクロレンズアレイで平行光に光束された光
は、液晶パネル31上に形成された画像上を通過して赤
色(R)の映像光としてダイクロプリズム34に与えら
れる。
【0021】また、絶縁性基板上に緑色発光ダイオード
を2次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイを
装着した光源20(G)を用意する。この光源20
(G)上に緑色用画像が表示される液晶パネル32を装
着する。そして、緑色発光ダイオードから出射され、マ
イクロレンズアレイで平行光に光束された光は液晶パネ
ル32上に形成された画像上を通過して緑色(G)の映
像光としてダイクロプリズム34に与えられる。
【0022】さらに、絶縁性基板上に青色発光ダイオー
ドを2次元的に配置し、その上にマイクロレンズアレイ
を装着した光源20(B)を用意する。この光源20
(B)上に緑色用画像が表示される液晶パネル33を装
着する。そして、青色発光ダイオードから出射され、マ
イクロレンズアレイで平行光化された光は液晶パネル3
3上に形成された画像上を通過して青色(B)の映像光
としてダイクロプリズム34に与えられる。
【0023】赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の映
像光は、ダイクロイックプリズム34によって一つの出
射光路上に集められる。これにより、赤色画像、緑色画
像、青色画像の重ね合わせがなされ、この重ね合わせに
より形成されたカラー画像は投写レンズ35を経てスク
リーン36上に投影される。
【0024】上記した各光源20(R)、20(G)、
20(B)の光の強度は、発光ダイオードに与える電流
を制御することにより行えばよい。
【0025】さて、この各光源20(R)、20
(G)、20(B)にはサーモモジュール24が取り付
けられ、このサーモモジュール24で発光ダイオード2
1…が発する熱を吸収し、放熱板25の各放熱フィン2
5fから外部へ放熱する。この実施の形態においては、
放熱板25の各放熱フィンは25fは表示装置の筺体3
0から外部に露出するように構成されている。このた
め、表示装置の筺体30内に熱がこもることもなく、筺
体30内に冷却ファンなどを設けることなく液晶パネル
31、32、33を含め筺体30内部を常に所定温度以
下の状態に保てる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子冷却素子により発光素子に流れる電流を制御す
ると共に発光素子を冷却することができる。また、放熱
フィン、冷却フィンを直接発光素子に取り付けることに
比して、電子冷却素子で熱を吸収して冷却できるため、
効率的な冷却が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る光源を示す概略斜
視図である。
【図2】この発明の実施の形態に係る光源を示す概略平
面図である。
【図3】この発明の実施の形態に係る光源を示す概略側
面図である。
【図4】この発明の実施の形態に係る光源をの等価回路
図である。
【図5】この発明の実施の形態にかかる投写型カラー液
晶表示装置を示す概略構成図である。
【図6】カラー画像をスクリーン上に投写する投写型カ
ラー液晶表示装置の内部構造を示した概略構成図であ
る。
【図7】従来の光源を示す概略構成図である。
【符号の説明】
20 光源 21 発光ダイオード 22 絶縁性基板 23 マイクロレンズアレイ 24 サーモモジュール 25 放熱板 20(R) 赤色用光源 20(G) 緑色用光源 20(B) 青色用光源 30 筺体 31、32、33 液晶パネル 34 ダイクロイックプリズム 35 投写レンズ 36 スクリーン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前面に赤色または緑色若しくは青色の発
    光素子が複数個2次元的に配列された基板の裏面側に電
    子冷却素子が取り付られ、この電子冷却素子を前記発光
    素子の電流通路に負荷として電気的に接続し、前記電子
    冷却素子を前記基板の冷却と前記発光素子間の補償用負
    荷として用いることを特徴とする液晶表示装置用光源。
  2. 【請求項2】 前面に赤色と緑色及び青色の発光素子が
    複数個ランダムに2次元的に配列された基板の裏面側に
    電子冷却素子が取り付けられ、この電子冷却素子を前記
    発光素子の電流通路に負荷として電気的に接続し、前記
    電子冷却素子を前記基板の冷却と前記発光素子間の補償
    用負荷として用いることを特徴とする液晶表示装置用光
    源。
  3. 【請求項3】 前記電子冷却素子に放熱フィンを有する
    放熱板が取り付けられていることを特徴とする請求項1
    または2に記載の液晶表示装置用光源。
  4. 【請求項4】 赤色の画像を変調する赤色用表示パネル
    と、この赤色用表示パネルに赤色光を照射する請求項1
    に記載の光源と、緑色の画像を変調する緑色用表示パネ
    ルと、この緑色用表示パネルに緑色光を照射する請求項
    1に記載の光源と、青色の画像を変調する青色用表示パ
    ネルと、この青色用表示パネルに青色光を照射する請求
    項1に記載の光源と、前記各表示パネルを透過した映像
    光を合成する光学手段と、を備え、前記電子冷却素子に
    取り付けられる放熱フィンが表示装置の筺体から外部に
    露出してなるカラー液晶表示装置。
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