[发明专利]一种无画面散斑的激光液晶显示器

说明书

技术领域

本发明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，属于激光显示技术领域。

背景技术

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(Laser Speckles)。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/sinC

C＝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。

发明内容

有鉴于此，本发明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；