彩色投影显示装置制造方法及图纸

一种主动发光型彩色投影显示装置，它由显示器件、投影光学系统、投影空间和彩色发光投影屏幕组成。显示器件包括ＤＭＤ、ＬＣＤ、ＬＣｏＳ和ＴＭＡ等。当显示器件上产生的三种具有不同光谱的光图像被投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发其上的红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像，产生彩色图像，实现彩色显示。这种装置具有视角大、对比度高、图像清晰、结构简单和成本低等优点。（*该技术在2022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】
本专利技术是关于彩色投影显示装置的改进。随着HDTV和计算机终端显示的发展，彩色投影显示技术及其装置正在发挥重要的作用，它不仅广泛用于投影电视，而且可以用于台式监视器。目前主要的彩色投影显示方式有CRT(投影管)式、LCD(液晶显示)式和DMD(数字微镜器件)式。其中显示器件可以仅由一个彩色显示器件或红、绿、蓝三个单色显示器件或者一组彩色显示器件或数组红、绿、蓝单色显示器件所构成。CRT式分为单管式和三管式，目前全采用三管式。LCD式分为单屏式和三屏式，另外还有双屏式，LCD包括透射式LCD和反射式LCD(LCoS)。DMD式分为单DMD式和三DMD式，还有双DMD式。彩色投影显示又分为前投式和背投式，在前投式中光投射到屏幕上，经屏幕反射后照射在人眼上，而在背投式中光透过屏幕后照射在人眼上。但现有的彩色投影显示装置存在以下缺点(1)视角小，(2)在前投式中图像对比度较差，(3)在背投式中投影屏幕的结构比较复杂，成本高。本专利技术的目的在于克服现有彩色投影显示装置中存在的上述缺点。为实现这一目的，本专利技术采取下列方法1.将非发光的投影屏幕替换为涂敷有红、绿、蓝色荧光粉的投影屏幕，即彩色发光投影屏幕。2.将显示红、绿、蓝色发光图像的显示器件替换为显示三种具有不同光谱(E1，E2，E3)的光图像的显示器件，当这三种光图像投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像，实现彩色显示。下面进行详细说明。彩色投影显示装置是利用投影光学系统和投影空间将由信息调制的彩色发光图像放大并显示在投影屏幕上的装置。彩色显示投影装置通常由显示发光图像的显示器件、投影光学系统、投影空间和投影屏幕组成。投影屏幕的作用是提供一个光学传输表面，使显示器件上发光图像经投影光学系统投射在投影屏幕上，形成图像，并经反射或透射后，投射到人眼上。由于人眼是在投影屏幕上观看图像，观看投影屏幕上图像的最佳视角范围受到限制，即对着屏幕观看图像时最亮和最清晰，随着视角增加，图像逐渐变暗和模糊。前投式彩色投影显示装置容易得到更大的图像，并且通过调整显示器件和屏幕之间的距离，容易改变显示图像的大小，但由于在前投式中人眼接受的是屏幕反射光，外界光线也在屏幕上反射，图像对比度受环境光影响很大，观看房间必须很暗。背投式彩色投影显示装置即使在明亮的环境下，图像对比度仍较好。但为了扩大视角范围，投影屏幕的结构比较复杂。投影屏幕通常由三种光学微结构，即菲涅尔透镜、柱面镜和黑条纹组成。菲涅尔透镜的作用是将投影光变成平行光，柱面镜的作用是使投影光在水平方向和垂直方向上光能分布均匀，黑条纹的作用是提高对比度。菲涅尔透镜等对模具精度和加工性要求很严格，因此制造成本高，工艺复杂。为了克服现有的彩色投影显示装置中存在的上述缺点，本专利技术者提出一类彩色投影显示装置，它由显示器件、投影光学系统、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，在显示器件上产生三种具有不同光谱(E1，E2，E3)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷具有不同激发特性的红、绿、蓝色荧光粉，第一种光谱(E1)的光激发红粉发出红光，第二种光谱(E2)的光激发绿粉发出绿光，第三种光谱(E3)的光激发蓝粉发出蓝光，当显示器件上产生的三种具有不同光谱(E1、E2、E3)的光图像经投影光学系统、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发红、绿、蓝色荧光粉，各自转换为红、绿、蓝色图像而形成彩色图像，实现彩色显示。本专利技术者还提出一类彩色投影显示装置，它仍由显示器件、投影光学系统、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，但在显示器件上产生两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷两种具有不同激发特性和不同发光颜色的荧光粉(P1，P2)，两种荧光粉(P1，P2)为红、绿粉或红、蓝绿粉或黄、蓝粉或绿、品红粉等，第一种光谱(E1)的光激发其中一种荧光粉(P1)发光，第二种光谱(E2)的光激发另一种荧光粉(P2)发光，当显示器件上产生的两种具有不同光谱(E1，E2)的光图像经投影光学系统、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发荧光粉(P1，P2)，各自转换为不同颜色的图像而形成多色图像，实现多色显示。因此本专利技术的彩色投影显示装置的关键是选择显示器件上产生的光图像的光谱和涂敷在彩色发光投影屏幕上的荧光粉，光图像的光谱决定于光源和分光系统。彩色发光投影屏幕的主要作用是根据光致发光原理进行发光颜色转换。按照光致发光的基本原理，发射光子的能量一般要小于或等于激发光子的能量，也就是说，发光颜色不变或移向长波，这就是斯托克斯定律。例如在中波、长波紫外光或者紫光激发下，荧光粉可发出蓝、绿、红光；在蓝光激发下，荧光粉可发出绿、红光；在绿光激发下，荧光粉可发出红光。荧光粉的最基本特性是发光亮度、发光颜色、余辉以及激发特性。在不同的激发光谱下，不同荧光粉的发光亮度有很大的区别。例如Y2O3:Eu在200～265nm波长范围的光激发下可发出很强的红光，而在大于280nm波长的光激发下只能发出十分弱的红光。SrGa2S4:Eu在365nm左右波长的光激发下可发出很强的绿光，而在254nm左右波长的光激发下只能发出十分弱的绿光。4Mg(O，F2).GeO2:Mn在365nm左右波长的光激发下发出很强的红光，而在254nm左右波长的光激发下发出较弱的红光。Zn2SiO4:Mn正好相反，它在254nm左右波长的光激发下发出很强的绿光，而在365nm左右波长的光激发下只能发出很弱的绿光。Y3(Al，Ga)5O12:Ce、Y3Al5O12:Ce在455nm左右波长的光激发下分别发出强的绿、黄光，在270～320nm和360～405nm波长范围的光激发下发光很弱。(Sr，Ca)10(PO4)6Cl2:Eu)在200～420nm波长范围的光激发下均能发出强的蓝光，甚至在440nm波长的光激发下也可发光。Y2O2S:Eu在200～380nm波长范围的光激发下发出强的红光，在大于400nm波长的光激发下发光很弱。如果将具有不同激发特性的荧光粉涂敷在投影屏幕上，即形成彩色发光投影屏幕，就可以通过它把投射到彩色发光投影屏幕上具有不同光谱的光图像转换成彩色图像，从而解决现有彩色投影显示装置中存在的视角小、前投式中图像对比度差和投影屏幕的结构比较复杂、成本高等问题。例如彩色发光投影屏幕的发光层由红粉Y2O2S:Eu和绿粉Y3(Al，Ga)5O12:Ce组成，显示器件由铟-铁灯、分光系统、驱动电路和两个SLM组成。在分光系统的作用下，铟-铁灯发出的光分光为450nm的蓝光和370nm左右的紫外光，其中450nm的蓝光照射在一个空间光调制器(SLM)上，在绿色信号调制下，在SLM上产生隐含绿色图像的蓝光图像，370nm左右的紫外光照射在另一个SLM上，在红色信号的调制下，在SLM上产生隐含红色图像的紫外光图像。当蓝光图像和紫外光图像经投影光学系统、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，蓝光图像的光激发Y3(Al，Ga)5O12:Ce，蓝光图像转换为绿色图像，紫外光图像的光激发Y2O2S:Eu，紫外光图像转换为红色图像，这样绿色图像和红色图像合成多色图像，实现多色显示。分光系统可用滤色轮代替，此时仅用一个SLM。在滤色轮上分成蓝色滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩色投影显示装置，其特征在于它由显示器件、投影光学系统、投影空间和彩色发光投影屏幕组成，在显示器件上产生两种具有不同光谱（Ｅ１，Ｅ２）的光图像，在彩色发光投影屏幕上涂敷两种具有不同激发特性和不同发光颜色的荧光粉（Ｐ１，Ｐ２），两种荧光粉（Ｐ１，Ｐ２）为红、绿粉或红、蓝绿粉或黄、蓝粉或绿、品红粉，第一种光谱（Ｅ１）的光激发其中一种荧光粉（Ｐ１）发光，第二种光谱（Ｅ２）的光激发另一种荧光粉（Ｐ２）发光，当显示器件上产生的两种具有不同光谱（Ｅ１，Ｅ２）的光图像经投影光学系统、投影空间，投射在彩色发光投影屏幕上时，分别激发荧光粉（Ｐ１，Ｐ２），各自转换为不同颜色的图像而形成多色图像，实现多色显示。

【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：邱行中，尹绍刚，邱新萍，
申请(专利权)人：邱新萍，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]