一种无画面散斑的激光液晶显示器制造技术

本发明专利技术公开了一种无画面散斑的激光液晶显示器，该液晶显示器包括液晶显示屏、液晶显示器背光罩、散射器件和可见光激光器；液晶显示屏和液晶显示器背光罩构成一个密闭空腔，该密闭空腔内设置可见光激光器和散射器件；散射器件位于可见光激光器发出的激光束的光路上，可见光激光器发出的激光在到达液晶显示屏之前，激光束先经过N(N≥1)个散射器件的M(M≥1)次散射后，激光的空间相干散斑出现在散射器件与液晶显示屏之间，而不会出现在液晶显示屏上。本发明专利技术能够解决液晶显示设备使用激光作为照明光源而产生的画面激光散斑问题，同时兼顾到激光液晶显示器的成本及画面亮度问题。

Laser liquid crystal display without picture speckle

The invention discloses a liquid crystal display screen without laser speckle, the liquid crystal display includes a liquid crystal display, liquid crystal display device and backlight cover, the scattering of visible light laser; liquid crystal display and LCD backlight cover form a sealed cavity, the closed cavity is arranged in the visible light laser scattering and light scattering device located in the road device; the laser beam of visible light emitted from the laser, visible light laser before reaching the LCD screen, the laser beam after N (N = 1) scattering device M (M = 1) scattering, laser speckle spatial coherence between scattering device and liquid crystal display, which does not appear in the the liquid crystal display screen. The invention can solve the problem of laser speckle produced by the use of the laser as an illumination source of the liquid crystal display device, and simultaneously takes into account the cost and the brightness of the picture of the lcd.

【技术实现步骤摘要】
一种无画面散斑的激光液晶显示器
本专利技术涉及激光液晶显示器，具体涉及一种无画面散斑的激光液晶显示器，属于激光显示

技术介绍
目前，激光显示器亟待解决画面散斑以及生产成本两个问题。画面散斑问题：激光显示技术是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术，可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。从色度学角度来看，激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上，是传统显示色域覆盖率的两倍以上，彻底突破前三代显示技术色域空间的不足，实现人类有史以来最完美色彩还原，使人们通过显示终端看到最真实、最绚丽的世界。但是，激光在物体表面发生反射或透射时，人眼会在物体表面光场中观察到一种无规则分布的、数量众多的耀眼斑点，这种耀眼斑点称为激光散斑(LaserSpeckles)。激光散斑严重影响显示器的画面质量及人的观影感受，因此如何消除显示器屏幕上的激光散斑也是近些年激光显示领域中最重要的技术难题之一，极大的限制了激光显示的应用。目前，为了解决激光散斑问题，人们开发出了几种散斑消除器件，但是效果甚微。效果比较好的激光散斑消除方法为使用振动或转动器件的方式使激光相位发生变化从而消除显示器屏幕的散斑，如振动投影屏幕或在投影机内部光路中加入振动、转动器件。但是这些方法只能适用于体积较大的激光投影显示设备，而对平板液晶显示器而言绝对不适用。同时，由于激光器价格昂贵，平板激光液晶显示还存在生产成本问题：目前最有效的液晶显示器背光源均采用各种透明材质(PMMA、PC等)作为导光板，导光板的主要作用有两个：第一是收集/聚集多个点照明光源发出的光形成大面积面光源；第二是使多个点光源发出的形成均匀的面光源。但是，导光板的光利用效率较低，因为导光板的工作原理为全反射原理(公式1)。导光板的特征为一块透光光密介质，在一个通光面上存在多个散射面(散射面)n＝1/sinC(1)n为光密介质折射率(导光板折射率)C为临界角由此可知，决定导光板光利用率存在二个条件：一导光板材质的折射率大小；，折射率越大导光板总光利用率越低；二导光板上的散射面总面积m与通光面总面积M之比，比值越小导光板总光利用率越低。故可知导光板的总光利用率L为L＝(W×2×(sin-1(1/n))(m/M))/180其中，W为入射到导光板的光功率；n为导光板折射率；m为散射面总面积；M为通光面总面积。如使用PMMA材料制作导光板(PMMA折射率为1.49)，则导光板的初始总光利用率为1.49＝1/sinCC＝42.155°总光利用率为W×(2C/180°)＝0.468W再计算散射面与通光面的面积比，设定散射面与通光面之比为0.6，则导光板的总光利用率为0.468W×0.6＝0.281W由此可见，目前的导光板的总光利用效率低下，而且激光器不论是全固态激光器还是半导体激光的价格均非常昂贵。若要使激光显示器能够产业化进入千家万户，亟待解决画面散斑问题及光利用率即成本问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种无画面散斑的激光液晶显示器，不使用导光板就能够解决液晶显示设备使用激光作为照明光源而产生的画面激光散斑问题，同时兼顾到激光液晶显示器的成本及画面亮度问题。一种无画面散斑的激光液晶显示器，该显示器在工作时，激光散斑最强处即激光束第一次发生散射的位置与液晶显示屏的最小垂直距离大于该种激光的空间相干长度△C，激光的空间相干散斑不会出现在液晶显示屏上。进一步地，所述液晶显示器主要由液晶显示屏、液晶显示器背光罩、散射器件、反射体和可见光激光器构成；所述液晶显示屏和液晶显示器背光罩构成一个密闭空腔，该密闭空腔内设置可见光激光器、散射器件和反射体；所述散射器件和反射体均固定在液晶显示器背光罩的内表面上且位于密闭空腔内部，可见光激光器安置于液晶显示器背光罩上；所述散射器件位于可见光激光器发出的激光束的光路上，激光束先经过散射器件散射扩束，一部分激光散射光直接入射到匀光板或/及匀光膜、增亮膜、偏光膜后出射液晶显示屏；另一部分激光散射光经反射体的反射后再入射到匀光板或/及匀光膜、偏光膜、增亮膜后出射液晶显示屏；所述可见光激光器发出的激光在到达液晶显示屏之前，可见光激光器发出的激光束先经过N(N≥1)个散射器件的M(M≥1)次散射后，激光束在液晶显示屏后方的空腔内形成空间相干散斑，对可见光激光器发出的激光产生第一次散射作用的散射器件的散射面与液晶显示屏的最小垂直距离大于可见光激光器发出激光的空间相干长度△C，满足上述条件后，激光的空间相干散斑出现在散射器件与液晶显示屏之间的空间内，而不会出现在液晶显示屏上。第一次对可见光激光器产生散射作用的散射器件的散射面与液晶显示屏的最小垂直距离的测量基准为第一次对可见光激光器产生散射作用的散射器件的散射面的一条边与液晶显示屏的最小垂直距离；或第一次对可见光激光器产生散射作用的散射器件的散射面的面上的一点与液晶显示屏的最小垂直距离；一种以上的散射器件高度h大于可见光激光器发出的激光的空间相干长度△C，长度l大于可见光激光器发出的激光的空间相干长度△C，宽度w大于激光器发出的激光的空间相干长度△C。液晶显示屏及液晶显示器背光罩构成的空腔的高度h大于可见光激光器发出的激光的空间相干长度△C，长度l大于可见光激光器发出的激光的空间相干长度△C，宽度w大于激光器发出的激光的空间相干长度△C。其中，可见光激光器发出的激光的空间相干长度△C△C＝λ2/Δλ(1)其中，△C为可见光激光器发射的激光的空间相干长度，λ为可见光激光器4发射的激光中心波长，Δλ为可见光激光器发射的激光的光谱半峰宽度。若液晶显示器背光源中存在两种以上波长的可见光激光器时，λ为两种以上波长中最大波长λmax的中心波长，所述Δλ为两种以上波长中最大波长λmin的光谱半峰宽度。进一步地，所述液晶显示器尺寸大于18英寸时，液晶显示屏的后方安装匀光板。进一步地，所述散射器件采用折射率大于1的透光材料制成；所述散射器件的具体形式可为玻璃纤维毡、毛玻璃、毛玻璃棒、表面毛化的导光棒/板/块、表面毛化或部分毛化的光学棱镜、毛化或部分毛化的透光板或柱面镜、毛化光纤、表面存在凹陷的光纤、塑料匀光板/膜；散射器件的散射面为透光散射面，如毛玻璃、粗糙的透光塑料板；微透镜薄膜或微透镜薄板。进一步地，散射器件采用为反射散射面，如涂有高反介质的非透光散射面、涂有氧化镁涂料的薄膜、镀有可见光高反膜的薄膜、薄板；部分透射微透镜薄膜、增益大于1的反光布。进一步地，所述可见光激光器为发射波长为400～700nm的可见光半导体激光器或可见光全固态激光器。进一步地，所述反射体采用铝制反射膜、PET反射膜、多层反射膜(ESR)、发泡树脂膜、幕布、纸质反射膜、氧化钡涂料、氧化镁涂料、硫酸钡涂料、镀银反射镜、镀有可见光高反膜的塑料片、镀有可见光高反膜的玻璃片、反射增益大于1的反光布、抛光金属片、金属膜。进一步地，所述可见光激光器发出的激光束在密闭空腔内按照调整好的发散角进行扩散，激光束在扩散过程中照射在一种以上的散射器件上，使发散角固定的激光束先变成一个向空间360°的发光的散射激光光源，同时在散射器件上形成第N(N≥1)次空间相干；散射激光光源发出的激光向由液晶显示屏及液晶显示器背光罩构成的密闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，该显示器在工作时，激光散斑最强处即激光束第一次发生散射的位置与液晶显示屏的最小垂直距离大于该种激光的空间相干长度△C，激光的空间相干散斑不会出现在液晶显示屏上。

【技术特征摘要】
1.一种无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，该显示器在工作时，激光散斑最强处即激光束第一次发生散射的位置与液晶显示屏的最小垂直距离大于该种激光的空间相干长度△C，激光的空间相干散斑不会出现在液晶显示屏上。2.如权利要求1所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器主要由液晶显示屏、液晶显示器背光罩、散射器件、反射体和可见光激光器构成；所述液晶显示屏和液晶显示器背光罩构成一个密闭空腔，该密闭空腔内设置可见光激光器、散射器件和反射体；所述散射器件和反射体均固定在液晶显示器背光罩的内表面上且位于密闭空腔内部，可见光激光器安置于液晶显示器背光罩上；所述散射器件位于可见光激光器发出的激光束的光路上，激光束先经过散射器件散射扩束，一部分激光散射光直接入射到匀光板或/及匀光膜、增亮膜、偏光膜后出射液晶显示屏；另一部分激光散射光经反射体的反射后再入射到匀光板或/及匀光膜、偏光膜、增亮膜后出射液晶显示屏；所述可见光激光器发出的激光在到达液晶显示屏之前，可见光激光器发出的激光束先经过N(N≥1)个散射器件的M(M≥1)次散射后，激光束在液晶显示屏后方的空腔内形成空间相干散斑，对可见光激光器发出的激光产生第一次散射作用的散射器件的散射面与液晶显示屏的最小垂直距离大于可见光激光器发出激光的空间相干长度△C，满足上述条件后，激光的空间相干散斑出现在散射器件与液晶显示屏之间的空间内，而不会出现在液晶显示屏上。3.如权利要求1或2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器尺寸大于18英寸时，液晶显示屏的后方安装匀光板。4.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述散射器件采用折射率大于1的透光材料制成；所述散射器件的具体形式为玻璃纤维毡、毛玻璃、毛玻璃棒、表面毛化的导光棒/板/块、表面毛化或部分毛化的光学棱镜、毛化或部分毛化的透光板或柱面镜、毛化光纤、表面存在凹陷的光纤、塑料匀光板/膜；散射器件的散射面为透光散射面，如毛玻璃、粗糙的透光塑料板；微透镜薄膜或微透镜薄板。5.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述散射器件为反射散射面，如涂有高反介质的非透光散射面、涂有氧化镁涂料的薄膜、镀有可见光高反膜的薄膜、薄板；部分透射微透镜薄膜、增益大于1的反光布。6.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述可见光激光器为发射波长为400～700nm的可见光半导体激光器或可见光全固态激光器。7.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述反射体采用铝制反射膜、PET反射膜、多层反射膜(ESR)、发泡树脂膜、幕布、纸质反射膜、氧化钡涂料、氧化镁涂料、硫酸钡涂料、镀银反射镜、镀有可见光高反膜的塑料片、镀有可见光高反膜的玻璃片、反射增益大于1的幕布或抛光金属片。8.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述散射器件与反射体、激光器距离液晶显示屏幕的最小垂直距离均大于激光的空间相干长度△C。9.如权利要求2所述的无画面散斑的激光液晶显示器，其特征在于，所述可见光激光器发出的激光束在密闭空腔内按照调整好的发散角进行扩散，激光束在扩散过程中照射在一种以上的散射器件上，使发散角固定的激光束先变成一个向空间360°的发光的散射激光光源，同时在散射器件上形成第N(N≥1)次空间相干；散射激光光源发出的激光向由液晶显示屏及液晶显示器背光罩构成的密闭空腔传播，并被空腔中的反射体向匀光膜、增亮膜和匀光板再次反射、透射、散射，一部分符合液晶显示屏偏振态的激光通过液晶显示屏到达人眼，一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：许江珂，许江临，
申请(专利权)人：许江珂，
类型：发明
国别省市：北京,11