一种基于液晶光阀的彩色显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于彩色液晶光阀的彩色显示装置，它是由光源系统、起偏器、偏振分光棱镜、带有微型分色滤光片阵列的彩色液晶光阀器件、光扫描寻址或投影寻址系统、投影物镜等部件组成。它使用微型分色滤光片列阵作为红、绿、蓝分色元件，并用光来寻址而改变加在液晶层上的电压，从而使读出光带有彩色图像信息。该系统应用于投影显示、头戴式显示等场合。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及显示领域，特别是一种基于液晶光阀的彩色显示装置。近年来，高清晰度电视(HDTV)的技术发展非常迅速，发展起了许多新型的显示技术，如等离子体显示(PDP)技术、薄膜晶体管(TFT)显示技术、数字微反射镜显示(DMD)技术、以及硅基液晶反射式(LCOS)显示技术等等。另外，利用液晶光阀(LCLV)技术，也是实现高分辨率投影显示的潜在途径之一。将一幅高清晰光图象投影成象在液晶光阀的光敏层上，或者利用一套光扫描装置，将一幅高清晰图象扫描成象在液晶光阀的光敏层上，均可以将该图象写入液晶光阀，通过液晶光阀中光敏层阻抗的变化，使得加在液晶层上的电压发生变化，从而使得从另一端射入的光(读出光)的偏振状态发生变化，通过一个偏振器件，可以读出写入的图象信息。但这种方式显示的图象是单色的，要实现彩色显示，可以采用一套光学系统，先将白色光分成红、绿、蓝三色光，分别投射到三块液晶光阀芯片上，然后再将这三束光合成彩色图象。但这种彩色显示方法有着机构较复杂、成本较高、性能不够稳定等缺点。本技术的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、性能稳定的液晶光阀彩色显示装置。本技术的目的通过如下技术方案来实现在液晶光阀的读出光一侧的基板靠近液晶的表面上，镀制微型多层介质光学干涉滤光片列阵，从而组成液晶光阀与微型滤光片列阵的组合器件。这些微型滤光片共分三类，分别透过红光、绿光、和蓝光，而对其它波长的光则均为反射。这三类微型分色滤光片呈品字型或梳状排列，周期性交替均匀分布在玻璃基底上。当液晶光阀工作时，由于写入光的照射，使光敏层的电阻抗发生变化，从而使得液晶层上所加的电压也发生变化。而同时，读出光一部分光先被微型分色滤光片反射回去，并且不改变其偏振方向，而另一部分光则透过微型分色滤光片，并穿过液晶层到达液晶光阀的光反射层上后，再被反射回去，该反射光的偏振方向会随液晶层所加的电压不同而发生变化。因此，采用一个偏振分光棱镜，将该部分反射光与没有经过液晶层的反射光区分开来。这部分经过液晶层的反射光由于已经过液晶调制，带有图像信息，因而可直接经过一成象系统，作彩色显示用，而那部分没有经过液晶层的反射光则被反射回光源系统，经光源反射镜再反射回来重复利用。本技术的附图说明如下图1为彩色液晶光阀器件的截面结构示意图。图2为本技术的彩色投影显示装置示意图。以下结合附图对本技术作详细阐述。但并不限制本技术的内容。图1是本技术的彩色液晶光阀器件的截面结构示意图。首先在一块透明基片1上镀上透明导电层2和光敏层3，(该光敏层的电阻率可随光照强度而发生显著变化，如果该光敏层的厚度足够厚，也可以省去基片1，而将透明导电层2直接镀制在光敏层材料上。)然后再镀上光隔离层4和光反射层5，这些光隔离层和光反射层要求有较高的电阻率，以保证图象的分辨率。因此，光隔离层可采用CdTe等高阻非透明材料，而光反射层则可采用多层介质反射膜，或采用网点状的微型金属反射镜列阵。另外在一块已镀有透明导电膜9的透明玻璃基底10上，用光刻和真空镀膜相结合的方法，制作上微型分色滤光片列阵8。微型分色滤光片共有三类，均为多层介质光学薄膜制成，分别透过红光、绿光、和蓝光，而对可见区域其它光谱则均为高反射。该三类微型分色滤光片在平面上的排列分布为品字型或梳状周期性的交替均匀分布排列。将该带有微型分色滤光片列阵的玻璃基底与上述带有光敏层的基片的表面均涂布上一层液晶定向层6(材料为聚酰亚胺或类似材料)，然后经过定向处理(机械磨擦或其它方法)后，将这两块基底面对面的合在一起，中间间隔距离在2微米至10微米之间，在中间间隔中灌注进液晶材料7，并封闭住周边，即制成彩色液晶光阀组合器件。如果在两层透明导电层2和9之间加上一交变电压，当有一幅图象投射或经扫描投射到光敏层上时，由于光敏层电阻抗的变化，使得液晶层上所加的电压也发生变化，即已将该幅图象信息加到了液晶层上。利用这种原理，可以实现高分辨率彩色投影显示。图2即是这种彩色投影显示装置的示意图。一幅高分辨率的图象20(可以是一个图象发生器或一个逐点图象扫描装置)经成象透镜19后投射到上述彩色液晶光阀器件18的光敏层上，将该高分辨率图象信息转化成加在液晶层上的电压信息。另有一读出光由光源12发射后，经光源反射镜13的反射，再经过准直透镜组14，再由一块滤光片15滤去紫外和红外部分光谱，然后再经偏振器16将自然光转换成线偏振光，再经偏振分光棱镜17从微型分色滤光片一端垂直入射到上述彩色液晶光阀器件18上，其一部分光谱的光被微型分色滤光片反射回去，(例如照射到红光滤光片上的光线，其绿光和蓝光部分被反射回去) 且不改变其偏振方向，这部分光线可被光源反射镜13再次反射回来而得到反复利用，而另一部分光谱的光则透过微型分色滤光片(例如照射到红光滤光片上的光线的红光部分)，并穿过液晶层，最后被上述彩色液晶光阀器件的光反射层反射回去，该部分反射光由于经过液晶层，其偏振方向会随液晶层上所加的电压而变化，该部分反射光经过偏振分光棱镜后会被偏转90°射出，再经投影物镜21被投射到显示屏11上，呈彩色图象显示。本技术具有如下优点1.可以方便地、低成本地实现单芯片的高清晰度彩色显示方案。2.可以大大简化目前彩色投影装置中的光学系统部分，从而有效地提高了可靠性，减少了体积，并可大大降低成本。3.可以有效地提高光的利用效率，从而可大大降低光源的能耗，并可大大减少由于光源发热而引起的一系列副作用。4.可以在台式电脑、家用电视机、商用投影系统、以及头戴式显示装置等方面得到广泛应用。权利要求1.一种基于彩色液晶光阀的彩色显示装置，包括光源系统、起偏器、偏振分光棱镜、带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件、光扫描寻址或投影寻址系统、投影物镜等部件，其特征是使用带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件作为显示和分色的组合器件，直接投射出彩色图像。2.如权利要求1所述的彩色显示装置，其特征在于将微型分色滤光片的反射光线，经过偏振分光棱镜反射回光源系统，加以重复利用，可以节约光源能量。3.如权利要求1中所述的带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件，其特征是该微型分色滤光片列阵，由红、绿、蓝三种色彩的微型滤光片成品字型或梳状分布，周期性均匀排列组成。4.如权利要求1中所述的带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件，其特征在于其每个微型分色滤光片均由两种或两种以上的不同折射率的介质薄膜交替组合而成，其膜层总厚度在1微米～5微米之间。5.如权利要求1中所述的带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件，其特征在于它的微型分色滤光片列阵与光反射层分列液晶层的两边。专利摘要本技术提供了一种基于彩色液晶光阀的彩色显示装置，它是由光源系统、起偏器、偏振分光棱镜、带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件、光扫描寻址或投影寻址系统、投影物镜等部件组成。它使用微型分色滤光片列阵作为红、绿、蓝分色元件，并用光来寻址而改变加在液晶层上的电压，从而使读出光带有彩色图像信息。该系统应用于投影显示、头戴式显示等场合。文档编号G02B27/46GK2533488SQ0125334公开日2003年1月29日 申请日期2001年8月28日 优先权日2001年8月28日专利技术者邵剑心 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于彩色液晶光阀的彩色显示装置，包括：光源系统、起偏器、偏振分光棱镜、带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件、光扫描寻址或投影寻址系统、投影物镜等部件，其特征是使用带有微型分色滤光片列阵的彩色液晶光阀器件作为显示和分色的组合器件，直接投射出彩色图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵剑心，
申请(专利权)人：邵剑心，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]