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彩色大屏幕液晶显示制造技术

技术编号:3008913 阅读:170 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术是一种大屏幕彩色液晶显示器(LCD)。它主要包括一个点光源阵列构成的背照明光源;一个和点光源阵列一一相对应的会聚透镜阵列;一个矩阵式LCD,一个光阑阵列和一个显示器面板。点光源阵列上的点光源发出的光,经会聚透镜会聚和LCD调制,成象在光阑中央,然后再射到面板的漫射面上以显示图像。LCD用快速写入和数字或模拟记忆方式工作。可用于制造各种尺寸的单色和彩色显示器,特别是20英寸至100英寸的平板壁挂电视以及平板HDTV等高分辨率显示器。(*该技术在2013年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于液晶显示领域,特别是属于大屏幕彩色液晶显示领域。目前的液晶显示器(LCD)由于反应速度慢,因此当用于大量显示信息容量的显示器,例如视频显示时,通常都要用薄膜晶体管(TFT)阵列来采样、保持信号和驱动LCD。一个象点至少要一个TFT,一个电视显示器就有近100万个TFT。而TFT需要在真空内创作,工艺复杂,使得制作大屏幕的这种TFT-LCD十分困难。例如要制造30英寸或更大尺寸的电视显示器就十分困难。本专利技术的目的是克服上述现有LCD的缺点,利用我以前专利技术的LCD高速写入和记忆方法,用矩阵式聚合物分散型LCD(PDLCD)或其它LCD调制从点光源射来并由透光镜会聚的光,此调制后的光被聚焦在光阑阵列的光阑上,通过光阑射到显示器面板的漫射面上,从而产生显示图像。本专利技术提供一种不需要TFT、不需要偏振光、也可不需要红、蓝、绿滤色片、亮度高、彩色好、制作简单、成本低、容易制成20英寸-100英寸或更大屏幕的彩色LCD。可用于制造各种尺寸的平板电视,计算机显示器,以及HDTV(高清晰度电视)等高分辨率显示器。本专利技术的彩色大屏幕LCD包括一个由均匀点光源阵列组成的背照明光源;一个与点光源阵列的点光源一一对应的会聚透镜阵列;一个矩阵式LCD;一个光阑阵列;一个显示器面板。按照本专利技术的彩色大屏幕LCD的最佳实施例a.一个均匀的白色的面发光背照明光源;b.一个把面发光转换成均匀发光阵列的点光源板;c.一个与点光源阵列一一对应的会聚透镜阵列;d.一个由塑料基板制成的矩阵式PDLCD,矩阵上的象点也与点光源阵列一一对应;e.一个在PDLCD上与红、蓝、绿(R、B、G)象点相对应的R、B、G滤光片阵列;f.一个光阑阵列,各光阑也与点光源阵列一一对应;g.光阑的大小、光阑与PDLCD透镜之间的距离按本专利技术的方法选择,从而得到高反差的显示图像;h.一个显示器面板,如有机玻璃板,其外表面为散射面,由点光源射来的光线,经PDLCD调制,经过透镜和光阑射到此面板的漫射面上形成显示图像;i.所说的R、G、B光经过光阑后射到显示面板的同一位置上,使R、B、G光在空间位置上一致,从而得到很好的混色和很好的图像质量。下面结合附图详细描述本专利技术的彩色大屏幕LCD的实施例,其中附图说明图1为现有技术的TFT-LCD的示意图;图2为本专利技术的彩色大屏幕LCD结构示意图;图3为获得高反差显示的原理图;图4为提高反差的示意图;图5为彩色显示的示意图;图6为一种点光源阵列背照明光源的结构示意图;图7为另一种点光源阵列背照明的结构示意图;图8为彩色LCD的驱动方法示意图;图9为分区扫描和照明的示意图;图10为不用滤色片后的彩色LCD的驱动方法示意图。图1为现有技术的TFT-LCD的示意图。由于一般的LCD反应速度很慢,在用于电视、计算机等视频显示时,常用TFT阵列来采样和保持信号并驱动LCD。图1中xm……为行扫描电极,yn……为数据输入电极。当扫描电压选中某一行,如xm时,该行上所有TFT的栅极加上了ON电压,将该行的所有TFT打开,即对各信号线(yn……)上的信号采样。采样得到的信号经TFT后存在保持电容C上(通常LCD象点本身即为此电容),并驱动LCD的该象点。这种TFT方法,克服了LCD反应速度太慢的缺点。但一个象点至少有一个TFT,一个普通电视显示器就要有近100万个TFT。制造困难、成本高、且难于制成30英寸以上的大屏幕。图2为本专利技术的彩色大屏幕LCD结构示意图。其中201为一个均匀点光源阵列的背照明光源;202为点光源阵列上的点光源;203为会聚透镜阵列,它由透明塑料或玻璃制成;204为此阵列上的会聚透镜;205为一个二维或一维的矩阵式LCD。此LCD可以是扭曲型液晶(TN)、超扭曲液晶(STN)、宾主液晶(GH)、铁电液晶(FL)或其它类型的液晶。图2中表示的为PDLCD(聚合物分散液晶显示、或称PNLCD、或LCPC)。其中206和207为PDLCD的前后二基板,这二个基板可以都是塑料,也可以是玻璃,也可以是一面为塑料膜,一面为有机玻璃或玻璃。208和209为此二基板上的电极,它们分别是一组相互平行的透明电极条,如ITO。二组电极正交放置,以构成显示矩阵。二电极之间为PDLC膜210。211为有光阑阵列的光阑板;212为板上的光阑。213为显示面板;214为其外表面的漫射面。其工作原理如下点光源发出的光,如图中215,经会聚透镜204会聚后射向PDLCD 205。PDLCD在没有加电压时,液晶小滴内的液晶分子排列混乱,PDLCD呈散射状态,这时由透镜射来的光线经PDLCD后向各方向漫射,如图中216。这些散射的光线大部分被光阑挡住,只有少量光线可以经过光阑射向显示器面板,此即呈OFF态。当PDLCD的二个电极加上适当电压后,液晶小滴内的液晶分子在电场作用下都趋向平行于电场方向排列,于是PDLCD呈透明的ON态。这时PDLCD不再改变来自透镜的光束的结构,光束可以经过PDLCD聚焦在光阑212的中央,即绝大部分光线得以通过光阑投射到面板外表面的漫射面214上,这时显示呈ON态。ON态时射到显示器面板漫射面214上的光通量Lon越高,OFF态时射到214上的光通量Loff越小,则图像的反差越高。ON态时射到漫射面214上的光通量决定于背照明点光源射出的光通量、PDLCD ON态时的透光率以及透镜和光阑这一光学系统的透光率。OFF态时射到漫射面214上的光通量决定于点光源的出射光通量、PDLCD的散射特性和显示器的结构。图3为其原理图,图中只画了一个象点。其中301为背照明点光源;302为会聚透镜;303为PDLCD;304为光阑;305为显示面板上的漫射面。当显示器处于OFF态时,PDLCD呈乳白色的漫射状态,从点光源301来的光线,经过透镜302后射到PDLCD将被漫散射,即入射到PDLCD上的光将被改变它原来的行进方向而向四周漫射。这些漫射光线中,绝大部分将光阑挡住,只有直接射向光阑通孔的304的一小部分才能通过光阑到达漫射面上。如图3中θ立体角内光线可到达漫射面上,这部分光线占从PDLCD漫射出来的光通总量的θ/2π,θ角决定于光阑大小(光阑半径为r)及PDLCD和光阑之间的距离d,即θ=2r/d,于是OFF态射到漫射面305上的总光通量Loff=KL0r/πd,即正比于r/d,此值应小于1;式中L0为从点光源射出的总光通量,K为决定于光学系统结构及PDLCD OFF态时的漫射特性的系数。由此可见,为得到高的反差,即尽可能小的Loff和尽可能大的Lon,应取较小的光阑孔径,较大的PDLCD和光阑之间的距离。但是光阑太小会减小ON态时光线经过光阑的透过率,为此点光源301的尺寸要小,光学系统应保证在光阑上形成一个尽可能小的像,从而保证ON态时有高的光透过率。从图3我们可以看到,一个象点在OFF时,射到PDLCD上的光将向四周散射,其中一部分可能会从相邻象点的光阑射出,即产生象点之间的串话,特别是在PDLCD和光阑间距较大时。为此,PDLCD和光阑之间可用一不透明板,加工成为如图4中405所示的形状。图4中401为点光源阵列,402为PDLCD,403为透镜,404为显示器漫射面,405为一个不透明板,其厚度等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大屏幕彩色LCD,其特征在于包括:一个点光源阵列构成的背照明光源;一个和点光源阵列上的点光源一一相对应的会聚透镜阵列;一个矩阵式LCD;一个光阑阵列;一个显示器面板。所说的背照明光源上的点光源发出的光,经过会聚透 镜会聚和LCD调制,成像在光阑中央,然后再射到显示器面板上以显示图像;。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:葛晓勤
申请(专利权)人:葛晓勤
类型:发明
国别省市:33[中国|浙江]

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