消散斑的雷射顯示系統的製作方法
2023-12-09 23:31:51 3
消散斑的雷射顯示系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種消散斑的雷射顯示系統，包括雷射光源模塊、導光板模塊、顯示面板模塊和電路信號驅動模塊，由雷射光源模塊出射的雷射光束進入導光板模塊，在導光板模塊內部經過多次的反射、散射及擴散後，雷射光束本身具有的良好方向性和相干性遭到了破壞，使得最終輸出到顯示面板模塊上的光束不具備相干性，加載電路信號驅動模塊後，無法在顯示面板模塊上形成相干性的圖像，從而實現徹底消除雷射散斑效應。本實用新型可廣泛應用於各種液晶顯示系統中，相比於現有的顯示系統，能顯著地改善了畫面質量，提高畫面的亮度、均勻度以及色彩飽和度，提升畫面的觀賞舒適度。
【專利說明】消散斑的雷射顯示系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷射顯示【技術領域】，尤其涉及一種消散斑的雷射顯示系統。
【背景技術】
[0002]雷射作為第四代顯示【技術領域】的主要光源，由於具有高亮度、單色性好及方向性好等優點，正在逐漸發展壯大起來。使用雷射作為光源，能充分利用其波長的可選擇性和高光譜亮度的特點，使顯示圖像具有更大的色彩表現空間，更高的電光轉換效率，更高的色飽和度和色純度，徹底突破現有顯示技術所反映的人眼所見顏色範圍先天不足的缺陷，具有更寬、更完美的色彩還原能力。在平板顯示、公共信息大屏幕、雷射電視、電腦、數碼影院等領域，雷射顯示技術具有非常大的發展空間和廣闊的市場應用前景。
[0003]然而，在使用雷射作為光源應用於顯示系統的情況下，由於其本身具有的相干性會導致呈現的圖像產生雷射散斑效應。雷射散斑是指當人眼觀看屏幕上的圖像時，會感覺屏幕上密密麻麻地遍布著很多細小的閃光點，看久了甚至會使人產生眩暈感。這是一種在屏幕上隨機產生顆粒狀亮斑的現象，雖然是由雷射本身特有的幹涉性質所導致的，但是這種雷射散斑現象會明顯地降低圖像的顯示質量，影響人眼觀賞圖像的舒適感，因此如何減弱甚至消除雷射散斑效應是一項十分重要的任務。在雷射顯示技術中，消散斑技術一直以來都作為一項世界級的難題成為各國技術人員研究的熱點。
[0004]在雷射顯示技術長期的發展過程中，全世界各地的科研技術工作者們曾經提出過多種抑制雷射散斑效應的方法，如:利用不同波長的光源，單光纖或光纖束照明等方式來降低雷射的相干性，抑制散斑；利用脈衝雷射的疊加、移動散射物體、移動孔徑光闌、超聲波、振動屏幕等方法來減弱散斑。這些方法都是通過在近場條件下，降低或抑制雷射的時間或空間相干性來抑制散斑。可是提出來的這些方法往往需要在雷射顯示系統設備中額外增加消散斑器件，同時構造相對複雜，體積較大、成本較高，而且只是在一定程度上抑制或減弱雷射散斑效應，不能從根本上徹底地消除雷射散斑效應。
實用新型內容
[0005]針對以上的問題，本實用新型的目的在於提供一種能完全消除雷射散斑效應的雷射顯不系統。
[0006]本實用新型是目的是通過如下技術方案實現的:
[0007]—種消散斑的雷射顯不系統，包括雷射光源模塊、導光板模塊、顯不面板模塊和電路信號驅動模塊，由雷射光源模塊出射的雷射光束進入導光板模塊，在導光板模塊內部經過多次的反射、散射及擴散後，雷射光束本身具有的良好方向性和相干性遭到了破壞，使得最終輸出到顯示面板模塊上的光束不具備相干性，加載電路信號驅動模塊後，無法在顯示面板模塊上形成相干性的圖像，從而實現徹底消除雷射散斑效應。
[0008]所述導光板模塊內部填充有納米級光散射材料顆粒，雷射光束從進入導光板模塊開始，就不停的撞擊所述納米級光散射材料顆粒，使雷射光束粒子的方向發生偏轉，偏轉後再撞擊納米級光散射材料顆粒，再偏轉方向，經過在導光板模塊內來回足夠多次的散射後，使得最終從導光板模塊輸出面輸出的雷射光束的方向性和相干性遭到了破壞。
[0009]相比於現有技術，本實用新型並不僅僅是簡單的減弱或抑制雷射散斑效應，而是從根本上徹底地消除雷射散斑效應，得到色純度更高、色飽和度更高、亮度更高和均勻度更高的畫質圖像，可廣泛應用於各種液晶顯示系統中，如液晶電視、電腦顯示器、車載導航儀、平板電腦、手機、遊戲機等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型消散斑的雷射顯示系統的結構原理圖。
[0011]圖2是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射光源模塊和導光板模塊的正面結構示意圖。
[0012]圖3是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射光源模塊和導光板模塊的側面結構示意圖。
[0013]圖4是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射光束粒子與導光板模塊中納米級光散射材料顆粒碰撞發生作用的原理示意圖。
[0014]圖5是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射引擎的結構示意圖。
[0015]圖6是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射引擎的另一種方案的結構示意圖。
[0016]圖7是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射引擎的又一種方案的結構示意圖。
[0017]圖8是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中導光板模塊另一種方案的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]現在結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1和圖2所示，本實用新型消散斑的雷射顯示系統包括雷射光源模塊1、導光板模塊2、一個顯面板模塊3和一個電路信號驅動模塊4。在本實施例中，以八個雷射引擎構成一個雷射光源模塊為例，由雷射光源模塊I出射的雷射光束進入導光板模塊2，在導光板模塊2內部經過足夠多次的反射、散射及擴散後，雷射本身特有的良好方向性和相干性遭到了破壞，使得最終輸出到顯示面板模塊3上的雷射光束不具備相干性，加載電路信號驅動模塊4後，無法在顯示面板模塊3上形成相干性的圖像，從而實現徹底消除雷射散斑效應。
[0020]圖2所示是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射光源模塊和導光板模塊的正面結構不意圖。導光板模塊2為長方體型,厚度為5mm,包括一個傳導區域14和一個有效發光區域15，傳導區域14是指從雷射入射進導光板模塊2處至雷射光束完全擴散部分，該區域所有的光束擴散後直接進入有效發光區域15 ;有效發光區域15是指最終由導光板模塊2輸出面輸出雷射光束部分，也是液晶面板覆蓋部分。
[0021]導光板模塊2的傳導區域14的形狀需配合雷射引擎的使用數量設計，本實施例中由於使用了八個雷射引擎，導光板模塊2的傳導區域14特意製作成了如圖2所示的入光形狀，並在入口端用雷射切割技術各切割了一條縫隙17。同時傳導區域邊緣兩邊的直角邊做成了約90°的圓弧倒角18形狀。
[0022]縫隙17應切割儘量平整，且長度應控制為100mm-150mm，在傳導區域14中特意切割這條縫隙17的目的是:雷射由於其方向性很好，入射雷射光束的發散角度很小，利用該導光板內的某種特殊的納米級光散射材料顆粒需要一段約100mm-150mm的傳播距離才能將雷射光束的發散角度擴散到足夠大，以使雷射光源從原本發散角很小的點光源形成發散角足夠大的線光源。傳導區域14中切割圓弧倒角18的作用是:雷射光束入射到此處時，反射的雷射光束能覆蓋有效發光區域15更大的範圍，並有效防止光束沿原路返回而溢出導光板模塊，從而使有效發光區域內的雷射光束疊加更充分，使導光板模塊輸出面的光束更亮、更均勻。
[0023]圖3是本實用新型消散斑的雷射顯示系統中雷射光源模塊和導光板模塊的側面結構示意圖，本實用新型中的導光板模塊2的加工製作是與傳統使用的導光板的製作工藝不一樣的。本實用新型導光板模塊2不需要對其表面進行點線加工處理，印上微型透鏡或是反光點，而是採用國際領先的無點陣導光技術，在亞克力板材澆鑄過程中添加某種特殊的納米級光散射材料顆粒16製作而成，利用納米級光散射材料顆粒16在導光板內體積和密度的分布可將點線光源高效、均勻地轉化為面光源。
[0024]圖4是導光板模塊2內雷射光束粒子20與納米級光散射材料顆粒16作用的原理圖。雷射光源模塊I出射的雷射光束進入到導光板模塊2中，經過導光板模塊2內某種特殊的納米級光散射材料顆粒的足夠多次碰撞散射、反射後由導光板模塊2的輸出面輸出，經過一系列膜(包括擴散膜、稜鏡增亮膜、D-BEF膜)的特殊處理後，形成高亮度、高均勻度的光束照射在顯示面板模塊3上，再利用電路信號驅動模塊4點亮顯示面板模塊3，並同時加載圖像信號，最終在顯示面板模塊3上呈現所需的畫面圖像。
[0025]如圖5至圖7所示，在本實施例中，雷射光源模塊I由八個雷射引擎組成。圖6所示是一個雷射引擎的結構示意圖，每個雷射引擎包括一個紅色雷射器5、一個綠色雷射器
6、一個藍色雷射器7、一個紅光準直鏡8、一個綠光準直鏡9、一個藍光準直鏡10、一個反紅透綠藍分束鏡11、一個反藍透紅綠分束鏡12以及一個整形透鏡13。這兩個分束鏡能將將朝不同方向出射的三基色雷射匯合成朝同一方向出射，整形透鏡13將已經匯合後的紅綠藍三色雷射的光斑整形成一致大小。雷射引擎的結構設計不限於此種形狀，還可以按圖7和圖8所示以及任何相似於該種結構的形狀進行設計。
[0026]圖8所示為本實用新型消散斑的雷射顯示系統中導光板模塊另一種方案的結構示意圖。可以將本實用新型消散斑的雷射顯示系統中導光板模塊設計成如圖8所示的導光板模塊2a。
[0027]本實用新型的導光板模塊的非出光面均貼有高反射率的反射膜，使光束足夠多次反射，以提高光能利用率。導光板模塊除輸入面和輸出面外，都貼有高反射率的反射膜，以防止雷射光束的溢出。輸入面位於導光板的傳導區域，輸出面位於導光板的有效發光區域。
[0028]在本實用新型中，雷射光源模塊I由八個雷射引擎組成，然而，雷射引擎的數量可以根據所需要實現的亮度來確定引擎的使用個數和製作導光板模塊，導光板模塊的結構形狀也不僅限於本實用新型中提到的兩種。
[0029]另外，本實用新型的消散斑的雷射顯示系統中的顯示面板模塊3可將彩色濾波膜去除，利用電路信號驅動模塊4使雷射光源模塊I中的紅綠藍三基色雷射信號分離開來，按順序依次發光，並採用場序制輸出來控制顯示面板模塊3各個象元，利用人眼的視覺暫留特性，進行時間混色從而實現雷射背光源的全色顯示。採取此種顯示面板及場序制驅動控制，可大幅度提高畫質圖像顯示的解析度以及光能量的利用率。
[0030]雖然參照本實用新型的優選實施方式，已經對本實用新型進行了圖示和描述。但，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種消散斑的雷射顯不系統,其特徵在於:包括雷射光源模塊、導光板模塊、顯不面板模塊和電路信號驅動模塊，由雷射光源模塊出射的雷射光束進入導光板模塊，在導光板模塊內部經過多次的反射、散射及擴散後，雷射光束本身具有的良好方向性和相干性遭到了破壞，使得最終輸出到顯示面板模塊上的光束不具備相干性，加載電路信號驅動模塊後，無法在顯示面板模塊上形成相干性的圖像，從而實現徹底消除雷射散斑效應。
2.根據權利要求1所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述導光板模塊內部填充有納米級光散射材料顆粒，雷射光束從進入導光板模塊開始，就不停的撞擊所述納米級光散射材料顆粒，使雷射光束粒子的方向發生偏轉，偏轉後再撞擊納米級光散射材料顆粒，再偏轉方向，經過在導光板模塊內來回足夠多次的散射後，使得最終從導光板模塊輸出面輸出的雷射光束的方向性和相干性遭到了破壞。
3.根據權利要求1所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述雷射光源模塊包括多個雷射引擎。
4.根據權利要求3所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述導光板模塊包括傳導區域和有效發光區域，每個雷射引擎中出射的雷射光束分別通過導光板模塊的傳導區域上各自相應的入口進入導光板模塊內，經過導光板模塊的散射和傳導後破壞了雷射本身的方向性和相干性，形成了均勻的雷射背光光源，由導光板模塊的有效發光區域輸出。
5.根據權利要求4所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述導光板模塊的傳導區域在雷射引擎的入口處各切割了一條縫隙。
6.根據權利要求5所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述縫隙的長度為100mm-1 SOmnin
7.根據權利要求4所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述導光板模塊的傳導區域在兩直角邊處各切割了一段90°的圓弧倒角。
8.根據權利要求1所述的雷射顯示系統，其特徵在於:所述導光板模塊的非出光面均貼有聞反射月旲。
【文檔編號】G02B27/48GK203433208SQ201320474463
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月5日 優先權日:2013年8月5日
【發明者】蔡振家, 周剛, 吳中雄, 劉治新 申請人:上海三鑫科技發展有限公司