專利名稱：用于掃描光束顯示系統(tǒng)的具有發(fā)光帶的多層屏幕的制作方法
用于掃描光束顯示系統(tǒng)的具有發(fā)光帶的多層屏幕 優(yōu)先權(quán)聲明
本申請(qǐng)要求題為"用于掃描光束顯示系統(tǒng)的具有發(fā)光帶的多層屏
幕"、于2007年5月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/938,6卯的優(yōu)先
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)涉及使用具有熒光材料的屏幕在光激勵(lì)下發(fā)射彩色光的顯 示系統(tǒng)，例如，基于;敫光的圖1'象和牙見頻顯示器和用于這些顯示器的屏 幕設(shè)計(jì)。
圖像和視頻顯示器可設(shè)計(jì)為直接產(chǎn)生攜帶彩色圖像的不同顏色的 光，并將彩色圖像投影至屏幕，其中屏幕通過對(duì)接收的光的反射、漫 射或者散射來使彩色圖像對(duì)觀察者可見并且不發(fā)光。這種顯示器的實(shí) 例包括數(shù)字光處理(DLP)顯示器、硅基液晶(LCoS)顯示器和光柵 光閥(GLV)顯示器。 一些其他的圖像和視頻顯示器使用產(chǎn)生不同顏 色的光來形成彩色圖像的發(fā)光屏幕。這種顯示系統(tǒng)的實(shí)例包括陰極射 線管(CRT)顯示器、等離子顯示器、液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二 極管(LED )顯示器(例如，有機(jī)LED顯示器)和場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED )。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的說明書特別描述了光激勵(lì)下的發(fā)光屏幕、以及基于這種 屏幕的顯示系統(tǒng)和裝置，使用至少一種激勵(lì)光束來激勵(lì)屏幕上的一種 或者多種發(fā)光材料，其發(fā)光以形成圖像。熒光材料可包括磷光材料和 非磷光材料，例如量子點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)例中， 一種顯示屏，包括發(fā)光層，包括多個(gè)平行且分 離的發(fā)光帶，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射不同于激勵(lì) 波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光；透鏡陣列層，位于所述發(fā)光層之上將所述
14激勵(lì)光導(dǎo)向所述發(fā)光層，且包括二維透鏡陣列。每個(gè)透鏡具有小于每 個(gè)發(fā)光帶寬度的尺寸，并且每個(gè)發(fā)光帶寬度內(nèi)有多個(gè)透鏡。針孔陣列 層位于所述透鏡陣列層和所述發(fā)光層之間，并且包括反射不透明層， 所述反射不透明層覆蓋所述透鏡陣列層且圖案化有在空間上分別對(duì)應(yīng) 于所述透鏡的二維針孔陣列，以將所述激勵(lì)光從所述透鏡傳輸至所述 發(fā)光層。
在另一個(gè)實(shí)例中， 一種顯示屏，包括發(fā)光層，包括多個(gè)平行且 分離的發(fā)光帶以及插入所述發(fā)光帶之間的多個(gè)平行的帶間隔物，每一
長(zhǎng)的可見光，每個(gè)帶間隔物位于兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶之間，其中，每個(gè) 帶間隔物是光學(xué)反射的。該顯示屏還包括二向色層，形成于所述發(fā)光 層上以接收和傳輸所述激勵(lì)光，其中，所述二向色層反射所述發(fā)光層 發(fā)射的可見光。該顯示屏還包括菲涅耳透鏡層，被設(shè)置成將所述激勵(lì) 光導(dǎo)向所述二向色層。所述二向色層位于所述菲涅耳透鏡層和所述發(fā) 光層之間。
在另一個(gè)實(shí)例中， 一種顯示屏，包括發(fā)光層，其包括平行且分 離的發(fā)光帶，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射不同于激勵(lì) 波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光；以及插入所述發(fā)光帶之間的平行的帶間隔 物，每個(gè)帶間隔物位于兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶之間。每個(gè)帶間隔物是光學(xué) 反射的。
在另一個(gè)實(shí)例中， 一種用于制造顯示屏的方法，包括將吸收激
到才莫具的平行槽中，以便兩個(gè)相鄰槽被施加有發(fā)射兩種不同波長(zhǎng)的兩 種不同的發(fā)光材料；在將所述發(fā)光材料施加到模具中的過程中，控制 每個(gè)相應(yīng)槽中的每種發(fā)光材料的量，以部分填充每個(gè)槽；將液體材料 施加到每個(gè)槽中相應(yīng)發(fā)光材料的上部以充滿該槽；使液體材料轉(zhuǎn)變?yōu)?附接至每個(gè)槽中的每個(gè)發(fā)光材料的透明固體材料；將屏幕層放置在模 具上以與透明固體材料接觸并結(jié)合；提起所述屏幕層以將由透明固體 材料形成的帶和每種發(fā)光材料從所述模具中提出，從而形成具有平行 發(fā)光帶的發(fā)光層；以及將一個(gè)或者多個(gè)附加的屏幕層施加到所述發(fā)光層上以形成顯示屏。
在另一個(gè)實(shí)例中， 一種用于制造顯示屏的方法，包括將光學(xué)不
透明的帶間隔物材料施加到模具的平行槽中，所述平行槽限定顯示屏
的平行帶間隔物陣列；將uv固化透明材料的透明層施加到平行槽之 間的模具的暴露表面和平行槽中帶間隔物材料的上表面；將uv光導(dǎo)
向UV固化透明材料以使其固化，以便與所述帶間隔物材料結(jié)合；施 加UV切割粘合劑層以粘合至已固化的透明層；將承載層附接至所述 UV切割粘合劑層；將所述承載層、UV切割粘合劑層和已固化的透明 層提起以將附接至已固化的透明層的帶間隔物陣列從模具的平行槽中 移出；用發(fā)光材料在已固化的透明層上填充所述帶間隔物之間的槽，
長(zhǎng)的兩種不同的發(fā)光材料；在施加所述發(fā)光材料的過程中，控制每個(gè) 相應(yīng)槽中的每種發(fā)光材料的量，以部分填充每個(gè)槽以及形成在空間上
或者多個(gè)屏幕層以接觸并結(jié)合于帶間隔物的上部；將uv光導(dǎo)向uv 切割粘合劑層以將uv切割粘合劑層和承載層一起與已固化的透明層 分開；從帶間隔物和發(fā)光帶移除已固化的透明層；以及形成光接收層 以替換被移除的已固化的透明層，以便接收激勵(lì)光并將激勵(lì)光導(dǎo)入發(fā) 光帶。
在又一個(gè)實(shí)例中， 一種用于制造顯示屏的方法，包括在二維透 鏡陣列的透鏡陣列層的平坦表面上形成金屬層；對(duì)所述透鏡陣列進(jìn)行 消融激光光束掃描以將消融激光光束通過每個(gè)透鏡聚焦至金屬層，從 而移除聚焦的消融激光光束的位置處的金屬以形成針孔，由此在所述 金屬層中形成二維針孔陣列；將發(fā)光層結(jié)合至具有二維針孔陣列的金 屬層。所述發(fā)光層包括多個(gè)平行且分離的發(fā)光帶，每一個(gè)發(fā)光帶吸收 激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射不同于激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光，其中， 每個(gè)透鏡具有小于每個(gè)發(fā)光帶的寬度的尺寸以便每個(gè)發(fā)光帶的寬度內(nèi) 有多個(gè)透鏡。該方法還包括將所述發(fā)光層和所述透鏡陣列層結(jié)合至支 撐基底來形成顯示屏。
16這些和其他實(shí)例和實(shí)施方式將在附圖、詳細(xì)的說明書和4又利要求 中進(jìn)4亍詳細(xì)的i兌明。


圖1示出了掃描激光顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，該系統(tǒng)具有由在攜帶 待顯示的圖像信息的掃描激光光束的激勵(lì)下發(fā)射彩色光的激光可激勵(lì) 的熒光材料(例如，磷光)制成的熒光屏幕。
圖2A和2B示出了一種示例性的屏幕結(jié)構(gòu)和圖1中屏幕上顏色像 素的結(jié)構(gòu)。
圖3A示出了圖1中激光模塊的一種示例性的實(shí)施方式，其具有 引導(dǎo)多個(gè)激光光束至屏幕的多個(gè)激光器。
圖3B和3C示出了后物鏡掃描光束顯示系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)例。
圖4示出了一種示例性的具有萸光帶層的屏幕，所述熒光帶層具 有用于在掃描激勵(lì)光的光學(xué)激勵(lì)下發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色的熒光帶。
圖5示出了具有耦合至透鏡陣列層的平行發(fā)光帶的多層屏幕的一 個(gè)實(shí)例。
圖6A、6B和6C示出了基于圖5中設(shè)計(jì)的透鏡陣列組件的其他細(xì)節(jié)。
圖7A、7B和7C示出了用于制造圖5中透鏡陣列組件的針孔以使 每個(gè)針孔與相應(yīng)透鏡自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的激光消融制造流程的一個(gè)實(shí)例。
圖8示出了具有耦合至透鏡陣列組件的平行發(fā)光帶的多層屏幕的 另一個(gè)實(shí)例。
圖9和10示出了使用菲涅耳透鏡層和二向色層的組合來分別替換 圖5和8中屏幕中的透鏡陣列組件的兩個(gè)屏幕。
圖IIA、 IIB、 UC和11D示出了形成具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層 的模制過程的一個(gè)實(shí)例。
圖12A和12B示出了通過使用圖5中示出的透鏡陣列組件來提起 發(fā)光層。
圖13A至BD示出了用于制造圖5中屏幕的過程的附加步驟。 圖14A、 14B和14C示出了使用提起層來將模制的發(fā)光層移出模具并且結(jié)合至另外的屏幕層，例如透鏡陣列組件。
圖15A至15J示出了不同于圖IIA至圖11C中過程的模制過程。 圖16和17示出了基于圖15A至15J中過程的兩個(gè)屏幕結(jié)構(gòu)。 圖18示出了具有菲涅耳透鏡層的另一個(gè)示例性的屏幕結(jié)構(gòu)。
二洋細(xì)i兌明
本申請(qǐng)描述了掃描光束顯示系統(tǒng)的實(shí)施方式，該系統(tǒng)包括激光視 頻顯示系統(tǒng)和激光HDTV設(shè)備，其使用具有發(fā)光材料，例如磷光和熒 光材料的屏幕，以在光學(xué)激勵(lì)下發(fā)光來產(chǎn)生圖像。對(duì)具有發(fā)光或者熒 光材料的屏幕設(shè)計(jì)的各種實(shí)例進(jìn)行了說明。具有在 一 個(gè)或者多個(gè)掃描 激勵(lì)激光光束的激勵(lì)下的磷光材料的屏幕進(jìn)行了詳細(xì)說明而且在本申 請(qǐng)中各種系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)例中用作具體實(shí)施例的光學(xué)激勵(lì)熒光材料。
在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，通過激光光束光學(xué)可激勵(lì)來分別產(chǎn)生 適于形成彩色圖像的紅色、綠色和藍(lán)色的三種不同顏色的磷光，可形 成在屏幕上作為像素點(diǎn)或者重復(fù)的平行的紅色、綠色和藍(lán)色磷光帶。 本申請(qǐng)中描述的各種實(shí)例使用具有用于發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色光的平 行彩色磷光帶的屏幕，以示出基于激光的顯示器的各種特征。
磷光材料是一種發(fā)光材料。使用磷光作為熒光材料的實(shí)例中的各 種描述的系統(tǒng)、設(shè)備和特征可應(yīng)用于具有由其他光學(xué)可激勵(lì)、發(fā)光、 非磷光熒光材料制成的屏幕的顯示器。例如，量子點(diǎn)材料在合適的激 勵(lì)下發(fā)光，從而可用作本申請(qǐng)中的系統(tǒng)和設(shè)備的熒光材料。更具體地， 半導(dǎo)體化合物，例如CdSe和PbS等，可制造為直徑為化合物的激子 玻爾半徑量級(jí)的微粒的形式，作為量子點(diǎn)材料來發(fā)光。為了產(chǎn)生不同 顏色的光，具有不同能帶隙結(jié)構(gòu)的不同量子點(diǎn)材料可用于在相同激勵(lì) 光下發(fā)射不同顏色。 一些量子點(diǎn)尺寸在2到IO納米之間，而且包括大 約數(shù)十個(gè)原子，例如，10至50個(gè)原子。量子點(diǎn)可擴(kuò)散和混合在各種 材料中以形成液體溶液、粉末、膠狀矩陣材料和固體(例如，固體溶 液)。量子點(diǎn)膜或者膜帶可形成在基底上作為用于本申請(qǐng)中系統(tǒng)或者 設(shè)備的屏幕。在一個(gè)實(shí)施方式中，例如，三種不同的量子點(diǎn)材料可被 設(shè)計(jì)和構(gòu)造為受到作為光學(xué)泵浦的掃描激光光束的光學(xué)激勵(lì)，以產(chǎn)生
18適于形成彩色圖像的紅色、綠色和藍(lán)色光。這些量子點(diǎn)可形成在屏幕 上作為按平行線排列的像素點(diǎn)(例如，重復(fù)的順序的紅色像素點(diǎn)線、 綠色像素點(diǎn)線和藍(lán)色像素點(diǎn)線)。
這里描述的掃描光束顯示系統(tǒng)的實(shí)例使用至少一個(gè)掃描激光光束 來激發(fā)沉積在屏幕上的彩色發(fā)光材料以產(chǎn)生彩色圖像。該掃描激光光 束被調(diào)制為攜帶紅色、綠色和藍(lán)色或者其他可見顏色的圖像，而且以
這種方式受到控制激光光束分別用紅色、綠色和藍(lán)色的圖像激發(fā)紅 色、綠色和藍(lán)色的彩色發(fā)光材料。因此，掃描激光光束攜帶圖像，但 不直接產(chǎn)生觀察者可看到的可見光。相反，屏幕上的彩色發(fā)光熒光材 料吸收掃描激光光束的能量且發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色或者其他顏色的 可見光以產(chǎn)生觀察者可看到的實(shí)際彩色圖像。
使用能量足夠使熒光材料發(fā)光或者照明的一個(gè)或者多個(gè)激光光束 的焚光材料的激光激勵(lì)，是各種形式的光學(xué)激勵(lì)中的一個(gè)。在其他實(shí) 施例中，光學(xué)激勵(lì)可通過能量足夠激勵(lì)屏幕中使用的熒光材料的非激 光光源來產(chǎn)生。非激光激勵(lì)光源的實(shí)例包括各種發(fā)光二極管(LED)、 燈和其他光源，其產(chǎn)生激勵(lì)將高能量的光轉(zhuǎn)換為可見光范圍內(nèi)低能量 的光的熒光材料的波長(zhǎng)或者光譜帶的光。激勵(lì)屏幕上熒光材料的激勵(lì) 光學(xué)光束的頻率或者光譜范圍可以是頻率高于熒光材料發(fā)射的可見光 的頻率。這樣，激勵(lì)光學(xué)光束可以為紫色光譜范圍和紫外(UV)光譜 范圍，例如，波長(zhǎng)在420nm以下。在下面描述的實(shí)例中，UV光或者 UV激光光束用作用于磷光材料或者其他熒光材料的激勵(lì)光的一個(gè)實(shí) 例，而且可以是其他波長(zhǎng)的光。
圖1示出了使用具有彩色磷光帶的屏幕的基于激光的顯示系統(tǒng)一 個(gè)實(shí)例。可選地，彩色磷光束斑還可用于限定屏幕上的圖像像素。該 系統(tǒng)包括產(chǎn)生和投射至少一個(gè)掃描激光光束120至屏幕101的激光模 塊110。屏幕101在垂直方向具有平行的彩色磷光帶，而且兩個(gè)相鄰 的磷光帶由發(fā)射不同顏色光的不同磷光材料制成。在示出的實(shí)例中， 紅色磷光吸收激光來發(fā)射紅色光，綠色磷光吸收激光來發(fā)射綠色光， 而藍(lán)色磷光吸收激光來發(fā)射藍(lán)色光。相鄰的三個(gè)彩色磷光帶是三種不 同的顏色。磷光帶的一個(gè)具體的空間顏色順序如圖l所示為紅色、綠色和藍(lán)色。也可使用其他顏色順序。激光光束120的波長(zhǎng)在彩色磷光 的光學(xué)吸收帶寬內(nèi)，而且通常其波長(zhǎng)短于用于彩色圖像的可見的藍(lán)色 和綠色和紅色的波長(zhǎng)。作為一個(gè)實(shí)例，彩色磷光可以是吸收光譜范圍 ,人大約380nm至大約420nm的UV光以產(chǎn)生期望的紅色、綠色和藍(lán)色 光的磷光。激光模塊110可包括 一個(gè)或者多個(gè)激光器，例如，UV 二極管激光器，以產(chǎn)生光束120;光束掃描機(jī)構(gòu)，其用于在屏幕101 上每次水平和垂直掃描光束120以呈現(xiàn)一個(gè)圖像框，以及信號(hào)調(diào)制機(jī) 構(gòu)，用于調(diào)制光束120以攜帶用于紅色、綠色和藍(lán)色圖像通道的信息。 這些顯示系統(tǒng)可構(gòu)造為背投影系統(tǒng)，其中，觀察者和激光模塊110位 于屏幕101的相反側(cè)?？蛇x地，這些顯示系統(tǒng)可構(gòu)造為正投影系統(tǒng)， 其中，觀察者和激光模塊IIO位于屏幕101的相同側(cè)。
圖2A示出了圖1中的屏幕101的一種示例性設(shè)計(jì)。屏幕101可 包括后基底201，其對(duì)掃描激光光束120透明且面向激光模塊110以 接收掃描激光光束120。第二前基底202，相對(duì)于后基底201固定且在 背投影結(jié)構(gòu)中面向觀察者。彩色磷光帶層203放置在基底201和202 之間，而且包括磷光帶。用于發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色的彩色磷光帶分 別表示為"R" 、"G"和"B'，。前基底202對(duì)磷光帶發(fā)射的紅色、 綠色和藍(lán)色是透明的?；?01和202可由各種材料制成，包括玻璃 或者塑料面板。每個(gè)顏色像素包括水平方向上三個(gè)相鄰彩色磷光帶的 一部分，而且其垂直尺寸由垂直方向上激光光束120的光束延展限定。 這樣，每個(gè)顏色像素包括三種不同顏色(例如，紅色、綠色和藍(lán)色) 的三個(gè)子像素。激光模塊IIO使激光光束120每次掃描一個(gè)水平線， 例如，從左至右和從上至下，以充滿屏幕101。激光一莫塊110相對(duì)于 屏幕101固定到位，以-使可以以預(yù)定的方式控制光束120的掃描，以 確保激光光束120和屏幕101上每個(gè)像素位置之間的合適對(duì)準(zhǔn)。
在圖2A中，掃描激光光束120導(dǎo)向一個(gè)像素內(nèi)的綠色磷光帶以 產(chǎn)生用于該像素的綠色光。圖2B進(jìn)一步示出了沿垂直于屏幕101表 面的B-B方向觀察的屏幕101的操作。因?yàn)槊總€(gè)彩色帶形狀上是縱向 的，所以光束120的截面可以是沿帶的方向延伸的形狀，以最大化光 束在用于一個(gè)像素的每個(gè)彩色帶內(nèi)的填充因數(shù)。這可以通過在激光模塊110中使用光束成形光學(xué)元件來實(shí)現(xiàn)。用于產(chǎn)生激勵(lì)屏幕上的磷光 材料的掃描激光光束的激光源可以是單模式激光器或者多模式激光 器。激光器也可以沿垂直于磷光帶延伸方向的方向是單模式的，以具 有由每個(gè)磷光帶的寬度限定的小光束延展。沿著磷光帶的延伸方向， 該激光光束可以具有多個(gè)模式以在大于磷光帶橫向方向的光束延展的 區(qū)域上擴(kuò)展。在一個(gè)方向具有單模式以在屏幕上具有小光束足跡以及 在垂直方向?yàn)槎嗄Ｊ揭栽谄聊簧暇哂写笞阚E的激光光束的使用，允許 光束形成為適于屏幕上延伸的顏色子像素，且通過多模式在光束中提 供足夠的激光功率以確保足夠的屏幕亮度。
現(xiàn)在參考圖3A,其示出了圖1中激光模塊110的一個(gè)實(shí)例的實(shí)施 例。具有多個(gè)激光器的激光器陣列310用于產(chǎn)生多個(gè)激光光束312以 同時(shí)掃描屏幕101來得到增強(qiáng)的屏幕亮度。提供信號(hào)調(diào)制控制器320 以控制和調(diào)制激光器陣列310中的激光器，以便激光光束312被調(diào)制 為攜帶在屏幕101上待顯示的圖像。信號(hào)調(diào)制控制器320可包括數(shù) 字圖像處理器，其產(chǎn)生用于三個(gè)不同顏色通道的數(shù)字圖像信號(hào)；以及 激光器驅(qū)動(dòng)電路，其產(chǎn)生攜帶數(shù)字圖像信號(hào)的激光器控制信號(hào)。然后， 施加激光器控制信號(hào)以調(diào)制激光器陣列310中的激光器，例如，用于 激光二4^管的電流。
光束掃描可通過使用用于垂直掃描的掃描鏡340，例如galvo鏡， 和用于水平掃描的多面的多邊形掃描器350來實(shí)現(xiàn)。掃描透鏡360可 用于投射來自多邊形掃描器350的掃描光束至屏幕101 。掃描透鏡360 設(shè)計(jì)為將激光器陣列310中的每個(gè)激光器成像至屏幕101上。多邊形 掃描器350的不同反射面中的每一個(gè)同時(shí)掃描N條水平線，其中，N 是激光器的數(shù)目。在示出的實(shí)例中，激光光束首先導(dǎo)向galvo鏡340, 然后從galvo鏡340導(dǎo)向多邊形掃描器350。然后，輸出的掃描光束 120投射至屏幕101上。中繼光學(xué)模塊330放置在激光光束312的光 路中，以修正激光光束312的空間性質(zhì)和產(chǎn)生用于galvo鏡340和多 邊形掃描器350掃描的緊湊光束的光束332作為投射至屏幕101以激 勵(lì)磷光和通過磷光發(fā)射的彩色光產(chǎn)生圖像的掃描光束120。
激光光束120在屏幕101上空間掃描以在不同的時(shí)刻撞擊不同顏
21色的像素。這樣，調(diào)制光束120中的每一個(gè)攜帶在不同時(shí)刻用于每個(gè)
像素和在不同時(shí)刻用于不同像素的紅色、綠色和藍(lán)色的圖像信號(hào)。因
此，光束120通過信號(hào)調(diào)制控制器320并編碼有在不同時(shí)刻用于不同 像素的圖像信息。這樣，光束掃描將光束120中時(shí)域編碼.的圖像信號(hào) 映射到屏幕101上的空間像素。例如，經(jīng)調(diào)制的激光光束120能夠使 得每個(gè)顏色像素時(shí)間均勻分為用于三個(gè)不同顏色通道的三個(gè)顏色子像
素的三個(gè)順序時(shí)隙。光束120的調(diào)制可使用脈沖調(diào)制技術(shù)以產(chǎn)生每個(gè) 顏色中期望的灰度、每個(gè)像素中合適的顏色組合、和期望的圖像亮度。
在一種實(shí)施方式中，多個(gè)光束120導(dǎo)向屏幕101上不同且相鄰的 垂直位置，其中兩個(gè)相鄰光束在屏幕101上由屏幕101沿垂直方向的 一條水平線彼此分開。對(duì)于galvo鏡340的給定位置和多邊形掃描器 350的給定位置，光束120在屏幕101上可以沿垂直方向彼此不對(duì)準(zhǔn)， 而且可以沿水平方向位于屏幕101上的不同位置。光束120可以僅覆 蓋屏幕101的一部分。在galvo鏡340的固定角度位置，多邊形掃描 器350的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致來自激光器陣列310中的N個(gè)激光器的光束120掃 描屏幕101上N個(gè)相鄰水平線的一個(gè)屏幕段。在一個(gè)屏幕段上每個(gè)水 平掃描的末尾，galvo鏡340調(diào)整至不同的固定角度位置，以便所有的 N個(gè)光束120的垂直位置被調(diào)整為掃描下一個(gè)相鄰屏幕段的N個(gè)水平 線。重復(fù)這一過程直到整個(gè)屏幕101被掃描以產(chǎn)生全屏顯示。
在上述圖3A中所示的掃描光束顯示系統(tǒng)的實(shí)例中，掃描透鏡360 位于光束掃描i殳備340和350的下游，而且將一個(gè)或者多個(gè)掃描激勵(lì) 光束120聚焦至屏幕101。該光學(xué)結(jié)構(gòu)稱為"前物鏡"掃描系統(tǒng)。在 這種前物鏡設(shè)計(jì)中，導(dǎo)入掃描透鏡360的掃描光束沿兩個(gè)正交的方向 掃描。因此，掃描透鏡360被設(shè)計(jì)為沿兩個(gè)正交的方向?qū)呙韫馐?焦至屏幕101。為了在兩個(gè)正交的方向?qū)崿F(xiàn)合適的聚焦，掃描透鏡360 可以是復(fù)合的，而且通常由多個(gè)透鏡元件組成。在一個(gè)實(shí)施例中，例 如，掃描透鏡360可以是二維f-theta透鏡，其被設(shè)計(jì)為當(dāng)輸入光束 繞垂直于掃描透鏡光軸的兩個(gè)正交軸中的每一個(gè)掃描時(shí)，在屏幕上焦 點(diǎn)位置和輸入掃描角(theta)之間具有線性關(guān)系。在這種f-theta透鏡 中，屏幕上的焦點(diǎn)位置與輸入掃描角(theta)成比例。前物4竟結(jié)構(gòu)中的二維掃描透鏡360，例如f-theta透鏡，可以顯示 出沿導(dǎo)致屏幕101上光束位置的軌跡為曲線的兩個(gè)正交掃描方向的光 學(xué)失真。因此，屏幕101上預(yù)期的筆直水平掃描線變成曲線。二維掃 描透鏡360引起的失真在屏幕101上可見，從而降低了顯示的圖像質(zhì) 量。減輕弓形失真問題的一個(gè)方法是用多個(gè)透鏡元件將掃描透鏡360 設(shè)計(jì)為復(fù)合透鏡結(jié)構(gòu)來減少弓形失真。復(fù)合的多個(gè)透鏡元件可使得最 終的透鏡組件不符合期望的f-theta條件，從而可折中光學(xué)掃描性能。 該組件中的透鏡元件數(shù)目通常隨著失真公差減少而增加。然而，這種 具有復(fù)合的多個(gè)透鏡元件的掃描透鏡制造昂貴。
為了避免上述與前物鏡掃描光束系統(tǒng)中二維掃描透鏡相關(guān)的失真 問題，下面描述后物鏡掃描光束顯示系統(tǒng)，其可以通過用較簡(jiǎn)單的、 較廉價(jià)的一維掃描透鏡來替換二維掃描透鏡360來實(shí)現(xiàn)。標(biāo)題為"后 物鏡掃描光束系統(tǒng)"且提交于2007年4月30日(美國(guó)專利公開號(hào)
No._)的美國(guó)專利申請(qǐng)No. U/742，014描述了適于與本申請(qǐng)中描述
的磷光屏幕一起使用的后物鏡掃描光束系統(tǒng)的實(shí)例，且通過引用將其 并入為本申請(qǐng)說明書的一部分。本申請(qǐng)中描述的屏幕設(shè)計(jì)可用于后物 鏡和前物鏡掃描光束顯示系統(tǒng)。
圖3B示出了基于圖1中系統(tǒng)設(shè)計(jì)的后物鏡掃描光束顯示系統(tǒng)的 一個(gè)示例性的實(shí)施方式。具有多個(gè)激光器的激光器陣列310用于產(chǎn)生 多個(gè)激光光束312以同時(shí)掃描屏幕101來得到增強(qiáng)的顯示亮度。提供 信號(hào)調(diào)制控制器320來控制和調(diào)制激光器陣列310中的激光器，以便 激光光束312被調(diào)制為攜帶在屏幕101上待顯示的圖像。光 束掃描基 于具有水平掃描器(例如多邊形掃描器350 )和垂直掃描器(例如galva 計(jì)掃描器340)的兩掃描器設(shè)計(jì)。多邊形掃描器350的不同反射面的 每一個(gè)同時(shí)掃描N個(gè)水平線，其中，N是激光器的數(shù)目。中繼光學(xué)模 塊330減少激光光束312的間隔以形成緊湊的激光光束332,其在用 于水平掃描的多邊形掃描器350的面尺寸內(nèi)擴(kuò)展。多邊形掃描器350 的下游，有一個(gè)一維水平掃描透鏡380后接垂直掃描器340 (例如， galvo鏡)，其接收來自多邊形掃描器350經(jīng)一維掃描透鏡380的每個(gè) 水平掃描光束332，而且，在多邊形掃描器350的下一面實(shí)現(xiàn)的下一水平掃描之前，在每個(gè)水平掃描的末尾，提供每個(gè)水平掃描光束332的垂直掃描。垂直掃描器340將二維掃描光束390導(dǎo)向屏幕101。
在水平和垂直掃描的該光學(xué)設(shè)計(jì)下， 一維掃描透鏡380放置在多邊形掃描器140的下游和垂直掃描器340的上游以將每個(gè)水平掃描光束聚焦至屏幕101上，而且，在可接受的范圍內(nèi)最小化屏幕101上待顯示圖像的水平弓形失真，從而在屏幕101上產(chǎn)生視覺上"筆直，，的水平掃描線?？僧a(chǎn)生筆直水平掃描線這——維掃描透鏡380,相比類似性能的二維掃描透鏡，相對(duì)簡(jiǎn)單和廉價(jià)。在掃描透鏡380的下游，垂直掃描器340為平面反射器，而且將光束筒單反射至屏幕101并為了掃描不同的水平線垂直掃描以將每個(gè)水平掃描光束放置在屏幕101上不同的垂直位置。垂直掃描器340上沿水平方向的反射器尺寸足夠大，以覆蓋來自多邊形掃描器350和掃描透鏡380的每個(gè)掃描光束的空間延展。圖3B中系統(tǒng)是后物鏡設(shè)計(jì)，因?yàn)橐痪S掃描透鏡380在垂直掃描器340的上游。在該具體實(shí)例中，垂直掃描器340的下游沒有透鏡或者其他聚焦元件。
明顯地，在圖3B的后物鏡系統(tǒng)中，對(duì)于一個(gè)具體的光束，從掃描透鏡至屏幕101上位置的距離隨著垂直掃描器340的垂直掃描位置而變化。因此，當(dāng)一維掃描透鏡380被設(shè)計(jì)為沿經(jīng)過延伸的一維掃描透鏡的中心的筆直水平線具有固定焦距時(shí)，每個(gè)光束的聚焦性質(zhì)必定隨著垂直掃描器380的垂直掃描位置而變化以維持穩(wěn)定的光束聚焦至屏幕101。這樣，動(dòng)態(tài)聚焦機(jī)構(gòu)可實(shí)施為調(diào)整基于垂直掃描器340的垂直掃描位置經(jīng)過一維掃描透鏡380的光束的會(huì)聚。
例如， 一個(gè)或者多個(gè)激光光束從激光器至多邊形掃描器350的光路中，可使用固定透鏡和動(dòng)態(tài)重聚焦透鏡作為動(dòng)態(tài)聚焦機(jī)構(gòu)。每個(gè)光束通過固定透鏡上游位置的動(dòng)態(tài)聚焦透鏡聚焦。當(dāng)這些透鏡的焦點(diǎn)重合時(shí)，來自該透鏡的輸出光被準(zhǔn)直。取決于這些透《竟焦點(diǎn)之間偏離的方向和量，輸出光從準(zhǔn)直透鏡至多邊形掃描器350可以是發(fā)散或者會(huì)聚的。因此，當(dāng)調(diào)整這兩個(gè)透鏡沿著它們光軸的相對(duì)位置時(shí)，掃描光束在屏幕101上的聚焦可被調(diào)整?？墒褂弥鼐劢雇哥R致動(dòng)器響應(yīng)于控制信號(hào)來調(diào)整這些透鏡之間的相對(duì)位置。在該具體實(shí)例中，使用重聚焦透鏡致動(dòng)器，同步于垂直掃描器340的垂直掃描，以調(diào)整從多邊形掃描器350沿光路導(dǎo)入一維掃描透鏡380的光束的會(huì)聚。圖3B中的垂直掃描器340以比第一水平掃描器350的掃描速率小得多的速率掃描，這樣，垂直掃描器在屏幕101上引起的聚焦變化以更慢的垂直掃描速率隨時(shí)間變化。這允許圖1的系統(tǒng)中待實(shí)施的聚焦調(diào)整機(jī)構(gòu)在較慢的垂直掃描速率上而不是在較高的水平掃描速率上具有更低限制的響應(yīng)速度。
圖3B中后物鏡掃描光束系統(tǒng)的上述實(shí)例使用用于水平掃描的多邊形掃描器350作為放置在掃描透鏡380上游的第一光束掃描器，和垂直掃描器340 (例如galvo鏡)作為用于垂直掃描的、掃描透鏡380下游的第二光束掃描器。在其他實(shí)施方式中，位于掃描透鏡380上游的第一光束掃描器是用于垂直掃描的垂直掃描器，例如galvo鏡，而掃描透鏡380下游的第二掃描器是用于水平掃描的多邊形掃描器。該結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)為使用小的galvo反射器，從而避免沿圖3B中后物鏡系統(tǒng)需要的上游多邊形的水平掃描方向的尺寸的大的下游galvo反射器。大的galvo反射器會(huì)比小的galvo反射器要求更大的功率來操作，而且它的動(dòng)態(tài)范圍會(huì)因?yàn)橄啾刃〉膅alvo反射器的大體積而受到限制。在該系統(tǒng)中，失真圖案相對(duì)于另一個(gè)發(fā)生旋轉(zhuǎn)而且對(duì)于RGB垂直線更優(yōu)，因?yàn)榇怪狈较虻膹?qiáng)失真使得點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，其意味著更寬的點(diǎn)。
圖3C示出了基于后物鏡結(jié)構(gòu)的激光器陣列310中的多個(gè)激光器的激光掃描顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，其中，圖3B中兩個(gè)掃描器設(shè)備的順序相反。該掃描光束顯示系統(tǒng)包括激光器，其形成激光器陣列310以分別產(chǎn)生多個(gè)激光光束；光束掃描模塊，其具有放置在激光光束光;洛中的掃描透《竟380A的兩側(cè)的兩個(gè)掃描器340A和350A，以在兩個(gè)正交的方向?qū)⒓す夤馐鴴呙柚疗聊?01;以及遠(yuǎn)焦光學(xué)中繼模塊330，其放置在激光器310和掃描模塊之間，且包括透鏡330A、 330B和330C,以減少兩個(gè)相鄰激光光束之間的間隔和在掃描才莫塊重疊激光光束。在圖3C中設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施方式中，掃描透鏡380可被設(shè)計(jì)為將垂直掃描器340A的反射表面成像至多邊形350A的反射面，以便可使用緊湊多邊形的相對(duì)小的多邊形面來減少功率消耗 多邊形的動(dòng)態(tài)范圍。鏡337和338放置在多邊形掃描器350A和屏幕101之間的光路中以折疊光路為小的光學(xué)深度。
在一個(gè)實(shí)施方式中，遠(yuǎn)焦光學(xué)中繼模塊330可包括具有第一焦距以接收和聚焦來自激光器的激光光束的第一透鏡、具有短于第一焦距的第二焦距且與第 一透鏡分開第 一焦距以聚焦來自第 一透鏡的激光光束的第二透鏡、以及具有長(zhǎng)于第二焦距的第三焦距且與第二透鏡分開第三焦距以聚焦和引導(dǎo)來自第二透鏡的激光光束至掃描模塊的第三透鏡。用于遠(yuǎn)焦光學(xué)中繼模塊330的實(shí)例描述于標(biāo)題為"用于使用熒光屏幕的掃描光束顯示系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)"并提交(PCT公開號(hào)WO2007/050662 )于2006年10月 25日的PCT申請(qǐng)No.CT/US2006/041584、和標(biāo)題為"用于使用熒光屏幕的掃描光束顯示系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)"并提交于2006年8月24日(美國(guó)公開號(hào)US2007-0206258A1 )的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/510,495，通過引用將二者并入以作為本申請(qǐng)說明書的 一 部分。
在圖3C中，控制激光光束以在單一平面(即，光瞳面)內(nèi)重疊。掃描透鏡380A上游的單軸掃描的掃描器，例如galvo《竟，位于光瞳面中且用于沿一個(gè)軸掃描所有的光束，在該實(shí)例中其為垂直方向。掃描透鏡380A可以是多功能掃描透鏡，其被設(shè)計(jì)為具有足夠大的視角以接受來自上游垂直掃描器150 (例如，galvo鏡)的全角度范圍的掃描光束。掃描透鏡380A是會(huì)聚透鏡，其使光束聚焦在屏幕101上。掃描透鏡380A也用于將galvo鏡340A成像至下游多邊形掃描器350A上的多邊形反射面上。該成像功能允許多邊形350A相對(duì)較小。在沒有成像的情況下，多邊形350A將相對(duì)較大，因?yàn)閽呙韫馐S著與galvo鏡340A的距離增加而自然擴(kuò)展。圖3C中掃描透鏡380A可以是單一元件透鏡或者可包括多個(gè)透鏡元件以實(shí)現(xiàn)其功能，例如，在galvo鏡340A的掃描范圍內(nèi)聚焦和重成像。
在掃描透鏡380A的下游，多邊形掃描器350A將來自掃描透鏡380A的會(huì)聚光束掃描至屏幕101。會(huì)聚光束的焦點(diǎn)通常位于曲面上。使用聚焦伺服以將光束動(dòng)態(tài)重聚焦至屏幕101的平面。在該實(shí)例中，聚焦伺服包括至少兩個(gè)透鏡元件334和335,其通過所示空氣隙分開。兩個(gè)透#:中的一個(gè)(例如，透4竟334 )具有正焦距，另一個(gè)(例如，透鏡335 )具有負(fù)焦距。提供致動(dòng)器來控制兩個(gè)透鏡334和335之間的相對(duì)間隔。當(dāng)包括聚焦伺服的這些透鏡分開預(yù)定距離(即，中性的或者標(biāo)定的位置)時(shí)，進(jìn)入和出現(xiàn)在聚焦伺服中的光束按標(biāo)定準(zhǔn)直。在圖3C所示的實(shí)例中，聚焦伺服的一個(gè)透鏡固定而另一個(gè)軸向移動(dòng)，以允許光束的動(dòng)態(tài)重聚焦?？梢苿?dòng)透鏡(例如，透鏡335 )移動(dòng)大約其標(biāo)定位置的距離足夠使得光束聚焦至屏幕101。在后物鏡系統(tǒng)中，輸出的二維掃描光束在水平方向會(huì)有光學(xué)失真，例如"弓形"失真。
可在多邊形掃描器350A和屏幕101之間的光路中提供具有多個(gè)透鏡元件的失真校正光學(xué)模塊336來減少光學(xué)失真。
用于圖1、 3A、 3B和3C的焚光屏幕101的圖2B的帶設(shè)計(jì)，可實(shí)施為各種結(jié)構(gòu)。圖2A示出了一個(gè)實(shí)例，其將熒光層203,例如彩色磷光帶層，放置在兩個(gè)基底201和202之間。在背投影系統(tǒng)中，期望屏幕101在入射掃描激勵(lì)光束120中耦合盡可能多的光至熒光層，而最大化來自朝向觀察者側(cè)的熒光層的發(fā)射光的量。在屏幕101中可實(shí)施多個(gè)屏幕機(jī)構(gòu)，單獨(dú)地或者組合地，以增強(qiáng)屏幕性能，包括激勵(lì)光的有效會(huì)聚、導(dǎo)向觀察者側(cè)的熒光的最大化、屏幕對(duì)比度的增強(qiáng)和屏幕閃光的減少?？稍O(shè)計(jì)和選擇屏幕101的結(jié)構(gòu)和材料，以滿足成本限
制和其他用于具體應(yīng)用的需求。
圖4示出了一個(gè)實(shí)例性的屏幕101,其具有用于帶有在掃描激勵(lì)
光的光學(xué)激勵(lì)下發(fā)射紅色、綠色和藍(lán)色的熒光帶的熒光帶層。作為實(shí)例示出了很多屏幕特征，而且可在具體屏幕中選擇性地實(shí)施這些特征。因此，僅具有一些圖4中示出特征的特定熒光屏幕可足夠用于具體的顯示應(yīng)用。
圖4中的熒光屏幕101包括至少一個(gè)基底層424，以提供用于包括焚光層400的各種屏幕元件的剛性結(jié)構(gòu)支撐。該基底層424可以是薄基底或者剛性薄片。當(dāng)放置在圖4中所示熒光層400的觀察者側(cè)時(shí)，基底424可由對(duì)熒光帶401、 402和403發(fā)射的可見彩色光透明或者部分透明的材料制成。部分透明材料可對(duì)包括熒光帶所發(fā)射的三個(gè)顏色的可見光具有均勻削弱，像光學(xué)中性密度濾波器一樣來操作?；讓?24可由塑料材料、玻璃材料、或者其他合適的介質(zhì)材料制成。例如，基底層424可由丙烯酸剛性薄片制成。在一些設(shè)計(jì)中，基底層424的厚度可以是幾毫米。另外，基底層424可制作為對(duì)激勵(lì)光束120的激勵(lì)光不透明且反射，以阻擋激勵(lì)光到達(dá)觀察者且使得未吸收的激勵(lì)光回到熒光層400。
基底層424也可位于熒光層400的其他側(cè)。因?yàn)榧?lì)光束120必須傳輸通過基底層424以進(jìn)入熒光層400,用于基底層424的材料應(yīng)該對(duì)激勵(lì)光束的激勵(lì)光透明。另外，該結(jié)構(gòu)中的基底層424也可反射熒光層400發(fā)射的可見光，以將來自熒光層400的任何發(fā)射的可見光導(dǎo)向觀察者側(cè)來改善顯示的圖像的亮度。
焚光層400包括具有重復(fù)的彩色圖案，例如紅色、綠色和藍(lán)色磷光帶的平行熒光帶。所述熒光帶垂直于圖1中所示的掃描激勵(lì)光束120的水平掃描方向。如圖4和圖2B所示，屏幕上每個(gè)顯示像素包括三個(gè)子像素，其是相鄰的紅色、綠色和藍(lán)色帶401、 402和402的一部分。每個(gè)子像素沿水平方向的尺寸通過每個(gè)帶的寬度來限定，而且，沿垂直方向的尺寸通過沿垂直方向的光束寬度來限定。帶間隔物404，其為光學(xué)反射不透明的，或者有光學(xué)吸收性，可形成在任何兩個(gè)相鄰熒光帶之間以最小化或者減少兩個(gè)相鄰子像素之間的串?dāng)_。因此， 一個(gè)顏色像素內(nèi)的兩個(gè)相鄰子像素之間和兩個(gè)相鄰顏色像素之間的邊界處的拖尾得以減少，而且屏幕的分辨率和對(duì)比度得以改善。每個(gè)帶間隔物404的側(cè)壁可制作為光學(xué)反射來改善每個(gè)子像素的亮度和屏幕的效率。另外，帶間隔物404面向觀察者側(cè)的面可涂黑，例如，涂覆有涂黑吸收層，以減少觀察者側(cè)的反射和閃光。
基底層424的上述基本結(jié)構(gòu)和焚光層400可用作結(jié)構(gòu)單元(building block)來增加一個(gè)或者多個(gè)屏幕元件，從而增強(qiáng)屏幕的各種性質(zhì)和性能。熒光層400是光學(xué)活性層，其中激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光被熒光材料吸收且轉(zhuǎn)換為用于顯示圖像至觀察者的不同顏色的可見熒光。就這一點(diǎn)而言，熒光層400也是屏幕的"激勵(lì)側(cè)"和"觀察者側(cè)"之間的分界，其中，兩側(cè)的光學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)得不同以在兩側(cè)中的每一個(gè)中實(shí)現(xiàn)期望的光學(xué)效果，從而增強(qiáng)屏幕性能。這些光學(xué)效果的實(shí)例包括增強(qiáng)激勵(lì)光束120耦合至熒光層，回收沒有被熒光層400吸收的反射和散射的激勵(lì)光至熒光層400,最大化至屏幕觀察者側(cè)的來自熒光層400的發(fā)射的可見光的量，減少環(huán)境光反射引起的至觀察者的屏幕閃光，阻擋激勵(lì)光出現(xiàn)在朝向觀察者的屏幕上，以及增強(qiáng)屏幕的對(duì)比度。各種屏幕元件可構(gòu)成實(shí)現(xiàn)這些光學(xué)效果中的一個(gè)或者多個(gè)。這些屏幕元件的幾個(gè)實(shí)例在圖4中示出。
參照?qǐng)D4,在屏幕朝向激勵(lì)光束120的入射側(cè)，可提供入射層411來耦合激勵(lì)光束120至屏幕101。例如，可使用菲涅耳透鏡層作為該入射層411來控制掃描激勵(lì)光束120的入射方向。再例如，在每個(gè)子像素或者熒光帶的寬度內(nèi)具有透鏡元件陣列和與多個(gè)透鏡匹配的針孔陣列的透鏡陣列層，可在該入射層411中實(shí)施。又例如，還可使用棱鏡層或者高折射率介質(zhì)層作為入射層411的一部分，以回收光至屏幕，包括激勵(lì)光和熒光層發(fā)射的可見光。為了改善至觀察者的屏幕亮度，第一介質(zhì)層412 (Dl )可放置在熒光層400上游(例如，熒光層400的激勵(lì)側(cè))激勵(lì)光束120的路徑中，以傳輸激勵(lì)光束120波長(zhǎng)的光和反射熒光層400發(fā)射的可見光。第一介質(zhì)層412可減少熒光的光學(xué)損失，從而增強(qiáng)屏幕亮度。在熒光層400的觀察者側(cè)，可提供第二介質(zhì)層421 ( D2 )來傳輸焚光層400發(fā)射的可見光和反射激勵(lì)光束120波長(zhǎng)的光。因此，第二介質(zhì)層412可回收通過熒光層400的激勵(lì)光至熒光層，從而增強(qiáng)激勵(lì)光的利用效率和屏幕亮度。
在熒光層400的觀察者側(cè)，可包括對(duì)比度增強(qiáng)層422以改善屏幕對(duì)比度。對(duì)比度增強(qiáng)層422可包括顏色-選擇吸收帶，其沿垂直于屏幕層的方向空間對(duì)應(yīng)于且對(duì)準(zhǔn)于熒光層400中的熒光帶。從而，顏色-選擇吸收帶分別傳輸熒光帶對(duì)應(yīng)顏色的光和吸收其他熒光帶的顏色的光?？蛇x地，對(duì)比度增強(qiáng)層422可以是光學(xué)中性密度濾波器層，其均勻削弱可見光以減少由于環(huán)境光反射引起的屏幕閃光。該中性密度濾波功能也可在熒光層400的觀察者側(cè)的一個(gè)或者多個(gè)其他層中實(shí)現(xiàn)，包括基底層424。
另外，屏幕可包括在熒光層400的觀察者側(cè)的屏幕增益層423以光學(xué)增強(qiáng)亮度和屏幕的視角。增益層423可包括具有透鏡元件的透鏡層，具有衍射元件的衍射光學(xué)層、具有全息元件的全息層、或者這些
和其他結(jié)構(gòu)的組合。層423、 422和421在熒光層400的觀察者側(cè)的空 間次序可以不同于圖4中示出的。
此外，激勵(lì)阻擋層425可放置在熒光層400的觀察者側(cè)以阻擋任 何激勵(lì)光出現(xiàn)在觀察者側(cè)的屏幕上。該層可通過傳輸可見光且吸收激 勵(lì)光的材料實(shí)現(xiàn)。例如，基于聚酯的顏色濾波器可用作該層以徂擋可 從400-415nm輻射的激勵(lì)光。在一些實(shí)施方式中，該阻擋濾波器在 410nm以下可具有小于0.01%的透過率而在430nm以上可具有大于 50%的透過率。中性密度濾波功能也可合并在該層中，例如，對(duì)430nm 到670nm之間的可見光具有均勻的削弱。該阻擋功能可合并在基底層 424中。
在圖4中，阻擋激勵(lì)光(例如，UV)且傳輸可見光的介質(zhì)層D2 (421)和光學(xué)中性密度(ND)濾波器422可形成在發(fā)光層的觀察者 側(cè)。因?yàn)橹位?24位于觀察者側(cè)，所以支撐基底424可由對(duì)發(fā)光 層發(fā)射的可見彩色光透明或者部分透明的材料制成。對(duì)包括發(fā)光帶發(fā) 射的三種顏色的可見光均勻削弱的部分透明材料可用在支撐基底424 以像光學(xué)中性密度(ND)濾波器一樣操作。另外，支撐基底424可制 作為反射且對(duì)激勵(lì)光束120的激勵(lì)光不透明，以阻擋激勵(lì)光到達(dá)觀察 者并回收未吸收的激勵(lì)光至發(fā)光層。
圖5示出了具有耦合至透鏡陣列層510的平行發(fā)光帶的多層屏幕 的一個(gè)實(shí)例。支撐基底424提供在屏幕的觀察者側(cè)以支撐各種屏幕層 且可由塑料和其他材料制成。發(fā)光層通過透明結(jié)合層540結(jié)合至基底 424，而且包括平行且分離的發(fā)光帶，例如，圖4中的帶401, 402和 403。每個(gè)帶吸收激勵(lì)光120以發(fā)射不同于激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見 光。在該實(shí)例中，每個(gè)發(fā)光帶包括吸收激勵(lì)光以發(fā)射可見光的發(fā)光材 料帶401、 402或者403,以及透明材料帶501,例如，位于發(fā)光材料 帶和針孔陣列層502之間的透明填充物。平行帶間隔物通過每個(gè)帶間 隔物位于兩個(gè)相鄰發(fā)光帶之間來插入發(fā)光帶。每個(gè)帶間隔物是光學(xué)反 射的且不透明以光學(xué)隔離兩個(gè)相鄰發(fā)光帶，以增強(qiáng)顏色純度和圖像對(duì) 比度。在該實(shí)例中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué)不透明芯531,例如黑色
30光學(xué)吸收材料，以及形成于光學(xué)不透明芯531兩側(cè)的光學(xué)反射層532, 光學(xué)反射層532分別連接兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶。
透鏡陣列層510形成在透明透鏡陣列支撐層512上以形成透鏡 511的二維陣列，并且位于發(fā)光層的激勵(lì)側(cè)以引導(dǎo)激勵(lì)光120至發(fā)光 層。每個(gè)透鏡511具有小于每個(gè)發(fā)光帶的寬度的尺寸，而且每個(gè)發(fā)光 帶的寬度內(nèi)有多個(gè)透鏡，例如，每個(gè)發(fā)光帶內(nèi)有4個(gè)透鏡511。
圖5中的屏幕包括與透鏡陣列層組合的針孔陣列層520。針孔陣 列層520形成在透鏡陣列層510和發(fā)光層之間，以包括覆蓋透鏡陣列 層510且具有分別與透鏡511對(duì)準(zhǔn)的針孔521的二維陣列的圖案分布 的反射不透明層522，從而，通過每個(gè)透鏡511聚焦至用于透鏡511 的相應(yīng)針孔521的激勵(lì)光120可通過反射不透明層522到達(dá)發(fā)光層， 而錯(cuò)過針孔521的其他方向的激勵(lì)光被反射性不透明層522阻擋和反 射。每個(gè)帶可覆蓋多個(gè)透鏡511,例如，直徑范圍為大約數(shù)十微米(例 如，20微米)的微透鏡，而且通過每個(gè)帶或者子像素接收的激勵(lì)光120 通過透鏡511轉(zhuǎn)換為多個(gè)會(huì)聚的小型激勵(lì)光束。每個(gè)透鏡511的聚焦 引導(dǎo)大部分光功率通過相應(yīng)的針孔521，以增加激勵(lì)光120至發(fā)光層 的通過量。透鏡陣列層510可被設(shè)計(jì)為具有100%或者接近100%的填 充因數(shù)，以在光耦合通過反射不透明層522時(shí)產(chǎn)生高效率。該設(shè)計(jì)確 保透鏡陣列層510接收的激勵(lì)光120傳輸通過針孔陣列層520到達(dá) 發(fā)光層。就這一點(diǎn)而言，透鏡陣列層510和針孔陣列層520的這一組 合提供了圖4中入射層411的功能。
另外，針孔陣列層520使用反射不透明層522作為對(duì)從發(fā)光層導(dǎo) 向針孔陣列層520的光的阻擋器，因?yàn)?，在發(fā)光層和針孔陣列層520 之間沒有透鏡的情況下，射向針孔陣列層520的光在所有方向上擴(kuò)散。 特別是，發(fā)光層發(fā)射的可見光是各個(gè)方向的。透明填充物帶501放置 在發(fā)光材料401、 402或者403和針孔陣列層520之間，以產(chǎn)生用于發(fā) 光材料發(fā)射的可見光的傳輸空間，以允許發(fā)射的可見光射向針孔陣列 層520到達(dá)任何針孔511之前充分?jǐn)U散。例如，透明填充物帶501可 具有數(shù)十微米的厚度以在發(fā)射的可見光中產(chǎn)生充分?jǐn)U散。透明帶501 的最小厚度可設(shè)為每個(gè)透鏡511焦距的一半。結(jié)果，僅僅一小部分光可通過針孔陣列層520中的針孔521，而且大部分的可見光和未吸收 的激勵(lì)光被反射不透明層522反射回發(fā)光層。這種反射光被"回收" 以改善屏幕的亮度和光學(xué)效率。就這一點(diǎn)而言，透鏡陣列層510和針 孔陣列層520的這一組合也可像圖4中二向色層Dl (411 ) —樣來操 作。
透鏡陣列層510和針孔陣列層520的組合是圖5中所示透鏡陣列 組件500。粘合層530可放置在發(fā)光層和針孔陣列層520之間以將透 鏡陣列組件500結(jié)合至發(fā)光層。粘合層530可以是，例如透明粘合劑 層。
圖6A、 6B和6C示出了透鏡陣列組件500的其他細(xì)節(jié)。圖6A示 出了沿著從激勵(lì)側(cè)到觀察者側(cè)的方向的俯視圖。在這個(gè)具體實(shí)例中， 每個(gè)透鏡511具有六邊形形狀，而且與六個(gè)相鄰?fù)哥R511無任何間隙 地邊對(duì)邊對(duì)接以具有100%的填充因數(shù)。也可使用其他透鏡形狀。圖 6B示出了透鏡陣列組件500的透視圖。圖6C示出了沿與圖5中所示 截面圖相同的方向的透鏡511的截面圖。
圖7A、 7B和7C示出了激光消融制造過程的一個(gè)實(shí)例，用于制造 透鏡陣列組件500中的針孔521以將每個(gè)針孔521與相應(yīng)的透鏡511 自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。透鏡陣列層510具有為平坦表面的一側(cè)。黑色吸收層710 可形成在該平坦表面上并吸收激勵(lì)光。該吸收可方j(luò)更激光消融。層710 的厚度可以是，例如大約mOttffl。在黑色吸收屋的-^m反射不 透明金屬層522以期望的厚度形成為光學(xué)不透明的。厚度為400nm至 700nm的蒸鍍鋁層可用作層522。圖7B示出了激光消融過程。以與圖 1、 3A、 3B或者3C中所示顯示系統(tǒng)中的激勵(lì)光束120相同的方式， 掃描消融激光光束720 乂人激光源被引導(dǎo)和掃描，以便消融激光光束720 在屏幕上每個(gè)位置處追蹤激勵(lì)光束120的掃描路徑和導(dǎo)向。在這種掃 描模式下，由于掃描消融激光光束720相對(duì)于垂直入射變化的入射方 向，因此相對(duì)于每個(gè)透鏡511的光軸上的焦點(diǎn)，消融光束720在金屬 層522上的焦點(diǎn)722從一個(gè)透鏡511改變位置至另一個(gè)透鏡511。因 此，用于透鏡511的針孔521的位置通過掃描消融光束720在入射透 鏡511時(shí)的方向分別確定。圖7B示出了掃描消融光束720和關(guān)于沿位
置之間的這種關(guān)系。由于光束720的掃描引起的光束焦點(diǎn)位置的變換 是沿著水平和垂直方向的。圖7C示出了產(chǎn)生的針孔521。
因此，針孔陣列層520中的針孔521的陣列不與透鏡陣列層510 中透鏡511的陣列的位置準(zhǔn)確匹配。透鏡陣列層510中的透鏡511是 陣列中透鏡-至-透鏡間均勻間隔開的周期性陣列。針孔陣列層520中 的針孔521不是周期性的，且沿著兩個(gè)方向具有變化的孔-至-孔間隔。 每個(gè)針孔521僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)透鏡511,而且與沿著透鏡511的光軸上 相應(yīng)透鏡521的中心不對(duì)準(zhǔn)，除了在掃描光束為垂直入射方向處的屏 幕上位置之外。當(dāng)屏幕用于實(shí)際的顯示系統(tǒng)時(shí)，針孔陣列層520的這 種設(shè)計(jì)提供每個(gè)針孔和掃描激勵(lì)光束120之間的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果，透 鏡陣列組件500處激勵(lì)光的光學(xué)損失減少。
每個(gè)透鏡511焦點(diǎn)位置722處的金屬被消融和去除以形成通孔作 為針孔521。通過焦點(diǎn)位置722處黑色吸收層710中激光的吸收來輔 助該消融過程，而且還在黑色吸收層710中產(chǎn)生匹配的孔。針孔521 可制作得大于表面522處光束斑的尺寸，以提供用于制造公差和由于 消融激光光束720 (例如，520nm)和激勵(lì)激光光束120 (例如，小于 420nm)之間波長(zhǎng)差異引起的光束聚焦變化的容限。
顯著地，本申請(qǐng)中上述和其他屏幕設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上消除了不同屏幕層 之間任何精細(xì)的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。透鏡陣列層510和針孔陣列層520通過上 述自對(duì)準(zhǔn)激光消融處理而^皮制造為一個(gè)單一組件500。該組件500結(jié) 合至發(fā)光層以彼此覆蓋。每個(gè)透鏡511和它相應(yīng)的針孔521不需要用
同的屏幕層可相對(duì)容易地組裝到一起以形成最終的屏幕。
圖8示出了具有耦合至透鏡陣列組件500的平行發(fā)光帶的多層屏 幕的另一個(gè)實(shí)例。在該實(shí)例中，插入發(fā)光帶間的帶間隔物801由光學(xué) 反射不透明材料，例如，金屬，反射珠子和結(jié)合材料的混合物，以及 白色顏料(例如，填充二氧化鈦的樹脂或者填充硫酸鋇的樹脂)制成。
學(xué)反射，而且可以是各種尺寸，例如，從幾個(gè)微米至數(shù)十微米，或者數(shù)百微米。每個(gè)珠子可部分或者完全涂覆有金屬涂層。白色顏料的反
射性從400nm至650nm可大于90%。另外，涂黑吸收帶層810可形 成在每個(gè)帶間隔物朝向觀察者側(cè)(即，遠(yuǎn)離透鏡陣列層510)的面上 以減少間隔物處的反射或者閃光。
圖9和IO示出了使用菲涅耳透鏡層910和二向色層920的組合以 分別替換圖5和圖8的屏幕中的透鏡陣列組件的兩種屏幕。菲涅耳透 鏡層910放置在屏幕的激勵(lì)側(cè)作為入射層來覆蓋接收激勵(lì)光束120的 整個(gè)區(qū)域。菲涅耳透鏡層910可形成在例如可由玻璃或者塑料材料制 成的介質(zhì)基底上。例如，丙烯酸塑料材料可用于形成菲涅耳透鏡層 910。具有與菲涅耳透鏡層910不同的折射率的介質(zhì)層可形成在菲涅耳 透鏡層910和屏幕的其余部分之間，以產(chǎn)生從菲涅耳透鏡層910至屏 幕的下一層(例如二向色層920)的折射率差異。該層可以是空氣隙 或者對(duì)激勵(lì)光透明的電介質(zhì)材料。菲涅耳透鏡層910具有菲涅耳環(huán)而 且可構(gòu)成為通過光學(xué)衍射、折射或者兩者重新引導(dǎo)入射掃描激勵(lì)光束 120為大約正交于屏幕的入射激勵(lì)光束。菲涅耳透鏡層910可以是用 于入射掃描激勵(lì)光束120的遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)。
二向色層910可以以各種結(jié)構(gòu)實(shí)1L。 3于于大幅面顯示器而言，該 二向色層可由相對(duì)廉價(jià)的材料制成且相對(duì)容易制造。多個(gè)電介質(zhì)層可 設(shè)計(jì)為通過控制折射率和層的物理厚度值來構(gòu)成各種選擇波長(zhǎng)的光學(xué) 濾波器。例如，多層交替的高和低折射率電介質(zhì)層可被設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)期 望的選擇波長(zhǎng)反射和傳輸光語。具有不同折射率的多張膜可疊壓或者 熔合在一起構(gòu)成D1或者D2二向色層的復(fù)合薄片。在一些實(shí)施方式中， 不同折射率的兩種不同材料構(gòu)成的多層可用于通過以交替的方式放置
這兩種材料來形成復(fù)合膜堆。在其他實(shí)施方式中，具有不同折射率的 三種或者多種不同材料可堆疊在一起而形成二向色層920的復(fù)合膜 堆。這種用于二向色層920的復(fù)合薄片實(shí)質(zhì)上是傳輸激勵(lì)光(例如， UV光)且反射彩色可見光的光學(xué)干涉反射器。用于這種復(fù)合薄片的 材料可以是有機(jī)材料、無機(jī)材料或者有機(jī)和無機(jī)材料的組合，其為剛 性的或者柔性的。
柔性多層復(fù)合薄片可由聚合、非聚合材料、或者聚合和非聚合材料形成。包括聚合和非聚合材料的示例性的膜公開于標(biāo)題為"用于形
成多顏色干涉涂層的方法"的美國(guó)專利No. 6,010,751和標(biāo)題為"具有 聚合物多層反射涂層的回射物"的美國(guó)專利No.6,172，810中，將其全 部?jī)?nèi)容通過引用并入以作為本申請(qǐng)說明書的 一部分。全聚合物結(jié)構(gòu)的 復(fù)合薄片可提供制造和成本效益。具有高的光透射率和大的折射率差 異的高溫聚合物可用于構(gòu)成在環(huán)境中穩(wěn)定、薄且柔性的干涉濾波器。 標(biāo)題為"彩色變換膜"的美國(guó)專利No. 6,531,230中公開的復(fù)合多層干
濾波器膜。通過引用并入美國(guó)專利No. 6,531,230的全部公開內(nèi)容，以 作為本申請(qǐng)說明書的 一部分。具有高折射率差異的聚合物對(duì)的使用允
許構(gòu)成薄、高反射的鏡，其獨(dú)立無基底且容易處理構(gòu)成為大屏幕。這 種復(fù)合薄片功能上相當(dāng)于一塊多層光學(xué)膜(MOF)，例如，其可以是 PET和co-PMMA的交替層的堆疊，以展示適于屏幕應(yīng)用的正入射反 射帶。例如，由3M公司的多層基于聚酯的膜制造的增強(qiáng)型鏡面反射 器(ESR)可構(gòu)成為產(chǎn)生用于本申請(qǐng)的期望的分色反射和傳輸帶。標(biāo) 題為"用于制造具有薄光學(xué)層的多層光學(xué)膜的方法"的美國(guó)專利No. 5,976,424、標(biāo)題為"用于脈沖光學(xué)涂黑裝置和方法的耐光性的聯(lián)苯衍 生物"的美國(guó)專利No. 5,080,467、和標(biāo)題為"具有多層光學(xué)膜反射器 的背光系統(tǒng)"的美國(guó)專利No. 6,905,220中公開了各種特征的多層膜的 實(shí)例，通過引用并入其全部?jī)?nèi)容，以作為本申請(qǐng)說明書的一部分。
在上述實(shí)例中，每個(gè)發(fā)光帶包括吸收激勵(lì)光以發(fā)射可見光的發(fā)光 材料帶(例如，401、 402或者403 )和透明材料帶501。這種結(jié)構(gòu)可 通過各種方法制造，包括直接在屏幕層上印制發(fā)光磷光帶。下面描述 圖11A、 11B和11C中所示的模制和轉(zhuǎn)移流程的實(shí)例，其中，發(fā)光磷 光帶初始形成于模具中，然后從模具中移出并轉(zhuǎn)移至屏幕層。
圖IIA示出了適于制造發(fā)光層的模具。所述模具包括模具底1101 和形成在模具底1101上的槽間隔物1130之間的平行槽1120。模具的 尺寸完整性可通過已知的精確制造方法例如金剛石車削來實(shí)現(xiàn)。模具 中槽1120的內(nèi)表面可在施加發(fā)光材料之前進(jìn)行處理，以方便每個(gè)發(fā)光 帶從模具中分離。例如，每個(gè)槽1120的內(nèi)表面可用鎳層電鍍或者用表面潤(rùn)滑材料(例如，特氟綸)層涂覆。
模具準(zhǔn)備好后，將發(fā)光材料，例如磷光材料，施加到模具的平行
槽1120中(圖11B和11C),以便兩個(gè)相鄰槽1120施加有發(fā)射兩種 不同波長(zhǎng)光的兩種不同發(fā)光材料。印制工藝，例如絲網(wǎng)印制工藝，可 用于將磷光墨印制到模具中。在印制工藝中，控制每個(gè)相應(yīng)槽中的每 個(gè)發(fā)光材料的量，以部分填充每個(gè)槽1120。這可通過，例如控制絲網(wǎng) 印制參數(shù)(例如，橡皮輥速度、沖角、墨粘性、蠟紙膜開口寬度等) 來實(shí)現(xiàn)?？蛇x地，磷光量還可通過混合墨中的揮發(fā)劑來控制，其蒸發(fā) 且允許磷光沉淀至每個(gè)模具槽的底部。墨在揮發(fā)劑蒸發(fā)后可具有凹入 的上表面(圖11C)。
施加磷光材料之后，將液體材料施加到相應(yīng)發(fā)光材料上面的每個(gè) 槽1120,以填滿槽1120。例如，可施加光學(xué)透明液體材料(例如， Norland 61 UV固化化合物或者Addison透明波AC A109-TR UV模制 化合物)以填充模具。使用橡皮輥以刮除模具上部超出的材料。
接著，液體材料轉(zhuǎn)變?yōu)橥该鞴腆w材料501，透明固體材料501附 接至每個(gè)槽1120中的每個(gè)發(fā)光材料。例如，透明材料501可通過曝光 于UV光或者熱來完全或者部分固化，以輔助從模具中移除。透明材 料501的上表面在轉(zhuǎn)變后可保留粘性以容易結(jié)合于另外的屏幕層。圖 11D示出了具有具體尺寸的模具的實(shí)例。
上述 模制的發(fā)光層接著從模具中移除且附接至另外的屏幕層。在 該過程中，屏幕層放置在模具上以接觸并結(jié)合于透明固體材料。提起 屏幕層以將由透明固體材料501形成的帶和每個(gè)發(fā)光材料移出模具， 以形成具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層，并且將該屏幕層附接至另外的屏幕 層。
圖12A和12B示出了通過使用透鏡陣列組件500來提起發(fā)光層。 首先，如圖UD所示，預(yù)組裝的透鏡陣列組件500被定向?yàn)槭沟猛该?粘合層530朝向模具的槽1120中暴露的透明填充物501。相對(duì)模具按 壓預(yù)組裝的透鏡陣列組件500,以允許透明粘合層530和透明填充物 501結(jié)合至彼此(圖12A)。接著，如圖12B中所示，提起透鏡陣列 組件500以從模具的才莫具底1101移開，從而將透明填充物501帶和附接至透明填充物501的磷光帶(401、 402、 403等)移出槽1120。通 過透明粘合層530和透明填充物501之間的粘合和4莫具中槽1120內(nèi)表 面的預(yù)處理，可方便每個(gè)發(fā)光帶與模具分離，從而促進(jìn)該提起過程。
圖13A至13D示出了用于制造圖5中屏幕的剩余過程。從模具中 提出具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層之后，在發(fā)光帶上涂覆金屬反射層以覆 蓋發(fā)光材料和透明固體材料的暴露表面和兩個(gè)相鄰發(fā)光帶之間屏幕層 上的表面(圖13A)。側(cè)表面上該層的部分是圖5中反射層532和發(fā) 光材料(例如，磷光)上表面上該層的部分示出為層1310，其之后被 移除。加入填充物材料531以填充兩個(gè)相鄰發(fā)光帶之間的間隙，材料 531可以是吸收光的材料，例如，黑色顏料。接著，將部分填充物材 料531、發(fā)光材料(例如，磷光)上面的金屬層1310和部分發(fā)光材料 移除，以形成暴露每個(gè)發(fā)光帶中發(fā)光材料的平坦表面。圖13C示出了 暴露的上部磷光表面1330和上部填充物表面以形成平坦表面。此時(shí)， 另外的屏幕層可放置在平坦表面上。圖13D示出了支撐基底424可通 過使用透明結(jié)合層540附接至平坦表面。
圖14A、 14B和14C示出了使用提起層(lifting layer ) 1401來將 模制的發(fā)光層提出模具并結(jié)合至另外的屏幕層，例如，透鏡陣列組件。 提起層1401成為屏幕的一部分并可設(shè)計(jì)為達(dá)到針孔陣列層520和磷光 之間期望的傳輸長(zhǎng)度。提起層1401可由各種透明材料制成，包括薄塑 料或者聚酯膜，例如，厚度為6微米至25微米的Mylar膜。首先，相 對(duì)模具按壓提起層1401以允許提起層1401和透明填充物501彼此結(jié) 合(圖14A)。薄粘合劑層可施加到其他提起層1401或者透明填充物 501的暴露表面以輔助提起層1401和透明填充物501之間的結(jié)合。接 著，如圖14B所示，提起層1401被提起以從模具的模具底1101移開 而將透明填充物501帶和附接至透明填充物501的磷光帶(401、 402、 403等)移出槽1120。圖14C進(jìn)一步顯示了將圖5中的透鏡陣列組件 500結(jié)合到提起層1401作為屏幕一部分的組裝過程。預(yù)組裝的透鏡陣 列組件500被定向?yàn)槭沟猛该髡澈蠈?30面向提起層1401。預(yù)組裝的 透鏡陣列組件500和提起層1401相對(duì)彼此按壓以允許透明粘合層530 和提起層1401結(jié)合至彼此。然后，另外的屏幕層放置在磷光帶(401、402、 403等)上以完成屏幕。
參考圖13C,每個(gè)帶中的上部磷光表面1330面向屏幕的觀察者側(cè)。 空氣隙或者低折射率電介質(zhì)層可形成于磷光表面1330和支撐基底層 424之間以增強(qiáng)發(fā)射的可見光通過支撐基底424至觀察者的傳輸。在 一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)光材料的暴露表面1330上的表面質(zhì)地可在移除過 程或者單獨(dú)的表面處理過程中形成以形成發(fā)光材料和結(jié)合至平坦表面 1330的屏幕層之間的空氣隙。提起層1401可以是折射率小于磷光折 射率的低折射率材料。
不同的模制過程可用于具有類似的略微不同的多層結(jié)構(gòu)的屏幕。 圖15A至15J示出了該不同的模制過程。
圖15A示出了適于制造用于屏幕的發(fā)光層的模具。該模具包括模 具底1501和在模具底1501上寬模具間隔物1520之間形成的窄平行模 具槽1510。槽1510用于形成屏幕中相鄰發(fā)光帶之間的帶間隔物，而 模具間隔物1520占據(jù)的空間用于形成屏幕中發(fā)光帶。模具的尺寸完整 性可用已知的精確制造方法，例如金剛石車削，來實(shí)現(xiàn)。模具槽1510 的內(nèi)表面和模具的模具間隔物1520的上表面可被處理以方便模制的 結(jié)構(gòu)與模具分離。例如，每個(gè)槽1510的內(nèi)表面和模具間隔物1520的 上表面可用鎳層電鍍或者用表面潤(rùn)滑材料(例如，特氟綸)涂覆。帶 間隔物材料，例如光學(xué)不透明材料(例如，黑色墨)，施加到模具的 平行槽1510以填滿槽1510。印制處理，例如絲網(wǎng)印制處理，可用于 將帶間隔物材料印制到模具。帶間隔物材料可以是吸收光的UV固化 黑色材料。移除多余的帶間隔物材料以便與模具間隔物1520的上表面 一起形成平坦表面。
圖15B示出了在填充的帶間隔物材料1530的暴露表面上部和模 具間隔物1520的上表面上形成UV固化透明層1540。首先，施加用 于透明層1540的UV固化材料并將其放置為與填充的帶間隔物材料 1530的上部暴露表面和模具間隔物1520的上表面直接接觸。接著， 用于透明層1540的UV固化材料曝光于UV光以固化材料，以便UV 固化材料與帶間隔物材料1530結(jié)合。該UV固化透明層1540可用于 一些屏幕中，而且可從其他屏幕中去除。接著，在沒有UV固化透明層1540的情況下，承載層1560和粘 合劑層1550附接至填充的帶間隔物材料1530的暴露表面上部的上表 面和才莫具間隔物1520的上表面。當(dāng)有UV固化透明層1540時(shí)，承載 層1560和粘合劑層1550附接至UV固化透明層1540的上表面。粘合 劑層1550可以是具有粘合至UV固化透明層1540的底部粘合劑層 1551和附接至承載層1560的上部塑料或者聚酯襯背層1552的UV切 割粘合劑層。粘合劑層1550的一個(gè)實(shí)例是晶片切割中使用的UV切割 粘合劑帶，而且，粘合劑表面當(dāng)曝光于UV光時(shí)變得不粘。該過程通 過粘合劑層1550將承載層1560結(jié)合至UV固化透明層1540(圖15C )。 然后，將承載層1560提離模具以將帶間隔物1530移出模具槽1510， 來形成相鄰帶間隔物1530之間的磷光帶槽1533的平行陣列(圖15D)。
接著，反射涂層1570,例如金屬層(例如，鋁)，沉積在帶間隔 物1530的表面和磷光帶槽1533的底表面上(圖15E)。該反射層部 分回收光以增強(qiáng)屏幕的光學(xué)效率。然后，將發(fā)光材料，例如磷光材料， 施加到平4亍槽1533,以便兩個(gè)相鄰槽1533施加有發(fā)射兩種不同波長(zhǎng) 光的兩種不同發(fā)光材料。印制處理，例如絲網(wǎng)印制處理，可用于將磷 光墨印制到槽1533。在印制期間，控制每個(gè)相應(yīng)槽1533中每個(gè)發(fā)光 材料的量，以部分填充每個(gè)槽1533至低于帶間隔物1530的上表面一 選定距離h(圖15F)。這樣便形成具有上表面1580的磷光帶(401、 402、 403等)?？捎肬V光照射填充的磷光材料以固化材料。UV光 不穿透反射金屬層1570,以便釋放UV的粘合劑層1550的粘合保持 完整。磷光材料上的空間可留空或者用光學(xué)透明液體材料(例如 Norland 61 UV固化化合物或者Addison透明波AC A109-TR UV模制 化合物)來填充，其轉(zhuǎn)換為結(jié)合至每個(gè)槽1533中每個(gè)發(fā)光材料的透明 固體材料。
在該設(shè)計(jì)中，帶間隔物1530的上表面被定向成朝向最終屏幕的觀 察者側(cè)。因此，帶間隔物1530上表面上的部分反射涂層1570應(yīng)被移 除以減少屏幕觀察者側(cè)的反射或者閃光。這可通過移除反射涂層1570 的上層直至帶間隔物1530的不透明填充材料暴露為不透明上表面 1531來實(shí)現(xiàn)(圖15G)。該移除過程可使用各種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括但不
39限于磨光和噴砂-。
接著，支撐基底424通過粘合劑層附接至上表面1531和透明填充物501的上表面(圖15H)。這時(shí)，UV光可導(dǎo)向通過承載層1560和粘合劑層1550使得UV切割粘合劑層1550失去粘性，從而釋放出圖151中示出的屏幕結(jié)構(gòu)。UV透明層1540可被移除(圖15J)。
圖16和17進(jìn)一步示出了基于圖15J中屏幕結(jié)構(gòu)的屏幕的兩個(gè)實(shí)例。圖16中，圖5中的透鏡陣列組件500附接至圖15J中屏幕結(jié)構(gòu)的激勵(lì)側(cè)。在圖17中，圖9中的二向色層920附接至圖15J中屏幕結(jié)構(gòu)的激勵(lì)側(cè)。
圖18示出了具有菲涅耳透鏡層的另外一例屏幕結(jié)構(gòu)。在該實(shí)例中，圖4中對(duì)比度增強(qiáng)層422作為具有紅色、綠色和藍(lán)色濾波器1811、1812和1813的顏色濾波器層1810，其沿著垂直于屏幕層的方向在空間上對(duì)應(yīng)于且對(duì)準(zhǔn)于熒光層中的熒光帶。從而，選擇顏色吸收帶1811、1812和1813分別傳輸熒光帶的相應(yīng)顏色的光和吸收其他熒光帶的顏色的光。粘合劑層?？稍趦蓚€(gè)相鄰濾波器1811、 1812和1813之間形成不透明區(qū)域，以光學(xué)隔離濾波器來減少顏色混合。該濾波器層1810可用在其他屏幕設(shè)計(jì)以增強(qiáng)顯示圖像的對(duì)比度。
在圖18中，粘合劑層1820形成在顏色濾波器層1810和磷光層之間。該粘合劑層1820產(chǎn)生間隔以在磷光帶和顏色濾波器之間產(chǎn)生空氣隙。該間隙減少不期望的圖像暈環(huán)，使得UV被回收至磷光層以提高光學(xué)效率。該空氣隙可設(shè)置為各種厚度值，例如，10至20微米。在制造中，粘合劑的薄層在模具中擴(kuò)散并將多層光學(xué)膜Dl層壓至粘合劑層1820。然后，磷光被剝離模具。該實(shí)例示出了不同磷光帶之間的空氣隙且可用不透明反射材料，例如二氧化鈦、或者銀薄片來填充，或者在組裝之間電鍍和壓平。
盡管本說明書包括很多細(xì)節(jié)，這些不應(yīng)構(gòu)成對(duì)發(fā)明的范圍或者所要求保護(hù)的范圍的限制，而應(yīng)看做對(duì)本發(fā)明特定實(shí)施例的特征細(xì)節(jié)的說明。本說明書中描述的各實(shí)施例上下文中的某些特征，也可結(jié)合在一個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。反之，在一個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各種特征，也可分別在多個(gè)實(shí)施例或者任何合適的子組合中實(shí)現(xiàn)。另外，雖然上述描述的特征用在某些組合中，甚至如初始要求的，所要求組 合中的一個(gè)或者多個(gè)特征在一些情況下可從組合中去除，而且所要求
僅公開了一些實(shí)施方式。然而，可以理解，可基于本專利申請(qǐng)所 描述和示出的，作出改變、增強(qiáng)和其他實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種顯示屏，包括發(fā)光層，包括多個(gè)平行且分離的發(fā)光帶，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射不同于激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光；透鏡陣列層，位于所述發(fā)光層之上將所述激勵(lì)光導(dǎo)向所述發(fā)光層，且包括二維透鏡陣列，其中，每個(gè)透鏡具有小于每個(gè)發(fā)光帶寬度的尺寸，并且每個(gè)發(fā)光帶寬度內(nèi)有多個(gè)透鏡；以及針孔陣列層，位于所述透鏡陣列層和所述發(fā)光層之間，所述針孔層包括反射不透明層，所述反射不透明層覆蓋所述透鏡陣列層且圖案化有在空間上分別對(duì)應(yīng)于所述透鏡的二維針孔陣列，以將所述激勵(lì)光從所述透鏡傳輸至所述發(fā)光層。
2. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，所述針孔陣列層位于或者 接近每個(gè)透鏡關(guān)于所述激勵(lì)光的焦平面。
3. 如權(quán)利要求2所述的顯示屏，其中，每個(gè)針孔具有大于被相應(yīng)
4. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，所述反射層是金屬層。
5. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，所述透鏡層中的每個(gè)透鏡 是六邊形的并與六個(gè)相鄰的透鏡接觸。
6. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，黑色層位于所述透鏡陣列 層和針孔陣列層之間，所述黑色層被圖案化為包括分別與所述針孔陣列層中的針孔對(duì)準(zhǔn)的通孔，以允許光從每個(gè)透鏡傳輸至相應(yīng)的針孔。
7. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，每個(gè)發(fā)光帶包括吸收激勵(lì) 光以發(fā)射可見光的發(fā)光材料帶和透明材料帶，其中所述透明材料帶位于所述發(fā)光材料帶和所述針孔陣列層之間。
8. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，包括插入所述發(fā)光帶之間的多 個(gè)平行的帶間隔物，每個(gè)帶間隔物位于兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶之間，其中 每個(gè)帶間隔物是光學(xué)反射的。
9. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，包括涂黑吸收帶，其形成于每 個(gè)帶間隔物背離所述透鏡陣列層的面上。
10. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué) 反射層，其連接兩個(gè)相鄰發(fā)光帶中的每一個(gè)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)反射層是金屬層。
12. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué) 不透明芯和形成于所述光學(xué)不透明芯兩側(cè)的光學(xué)反射層，所述光學(xué)反 射層分別連接兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶。
13. 如權(quán)利要求12所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)反射層是金屬層。
14. 如權(quán)利要求12所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)不透明芯吸收光。
15. 如權(quán)利要求12所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)不透明芯包括 黑色顏料。
16. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 光的珠子和珠子分布于其中的粘合劑材料。
17. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括金屬。
18. 如權(quán)利要求8所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 的白色顏料。
19. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，包括基底，所述發(fā)光層結(jié)合 至所述基底上，所述基底可操作為傳輸由所述發(fā)光層發(fā)射的可見光。
20. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，其中，所述基底阻擋所述激勵(lì)光。
21. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，其中，所述基底反射所述激勵(lì)光。
22. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，其中，所述基底通過在可見光 的光譜范圍內(nèi)均勻削弱的方式來削弱可見光。
23. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，其中，所述基底包括塑料層。
24. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，其中，所述基底具有與所述發(fā) 光層結(jié)合的表面，所述表面具有在所述基底和所述發(fā)光層之間產(chǎn)生空 氣隙的表面質(zhì)地。
25. 如權(quán)利要求19所述的顯示屏，包括位于所述基底和所述發(fā) 光層之間以將所述基底和所述發(fā)光層彼此結(jié)合的結(jié)合層，所述結(jié)合層 傳輸由所述發(fā)光層發(fā)射的可見光。
26. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，包括傳輸可見光且阻擋激勵(lì) 光的選擇性阻擋層，其中，所述發(fā)光層位于所述選擇性阻擋層和所述透鏡陣列層之間。
27. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，包括削弱可見光的中性密度 濾波器層，其中，所述發(fā)光層位于所述中性密度濾波器層和所述透鏡 陣列層之間。
28. 如權(quán)利要求1所述的顯示屏，其中，當(dāng)吸收所述激勵(lì)光時(shí)， 兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶發(fā)射不同顏色的可見光。
29. —種顯示屏，包括發(fā)光層，包括多個(gè)平行且分離的發(fā)光帶以及插入所述發(fā)光帶之間 的多個(gè)平行的帶間隔物，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射 不同于所述激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光，每個(gè)帶間隔物位于兩個(gè)相 鄰的發(fā)光帶之間，其中，每個(gè)帶間隔物是光學(xué)反射的；二向色層，形成于所述發(fā)光層上以接收和傳輸所述激勵(lì)光，其中， 所述二向色層反射所述發(fā)光層發(fā)射的可見光；以及菲涅耳透鏡層，被設(shè)置成將所述激勵(lì)光導(dǎo)向所述二向色層，其中， 所述二向色層位于所述菲涅耳透鏡層和所述發(fā)光層之間。
30. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)發(fā)光帶包括吸收所 述激勵(lì)光以發(fā)射可見光的發(fā)光材料帶和透明材料帶，其中，所述透明 材料帶位于所述發(fā)光材料帶和所述二向色層之間。
31. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，包括涂黑吸收帶，其形成于 每個(gè)帶間隔物背離所述二向色層的面上。
32. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué) 反射層，所述光學(xué)反射層連接兩個(gè)相鄰發(fā)光帶中的每一個(gè)。
33. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué)不透明芯和形成于所述光學(xué)不透明芯兩側(cè)的光學(xué)反射層，所述光學(xué)反 射層分別連接兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶。
34. 如權(quán)利要求33所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)不透明芯吸收光。
35. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 光的珠子和珠子分布于其中的粘合劑材料。
36. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括金屬。
37. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 的白色顏4十。
38. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，包括基底，所述發(fā)光層結(jié)合 至所述基底上，所述基底可操作為傳輸所述發(fā)光層發(fā)射的可見光。
39. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，其中，所述基底阻擋所述激勵(lì)光。
40. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，其中，所述基底反射所述激勵(lì)光。
41. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，其中，所述基底通過在可見光 的光譜范圍內(nèi)均勻削弱的方式來削弱可見光。
42. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，其中，所述基底包括塑料層。
43. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，其中，所述基底具有與所述發(fā) 光層結(jié)合的表面，所述表面具有在所述基底和所述發(fā)光層之間產(chǎn)生空氣隙的表面質(zhì)地。
44. 如權(quán)利要求38所述的顯示屏，包括結(jié)合層，其位于所述基 底和所述發(fā)光層之間以將所述基底和所述發(fā)光層彼此結(jié)合，所述結(jié)合 層傳輸所述發(fā)光層發(fā)射的可見光。
45. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，包括傳輸可見光且阻擋激勵(lì) 光的選擇性阻擋層，其中，所述發(fā)光層位于所述選擇性阻擋層和所述 二向色層之間。
46. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，包括削弱可見光的中性密度 濾波器層，其中，所述發(fā)光層位于所述中性密度濾波器層和所述二向 色層之間。
47. 如權(quán)利要求29所述的顯示屏，其中，當(dāng)吸收激勵(lì)光時(shí)，兩個(gè) 相鄰的發(fā)光帶發(fā)射不同顏色的可見光。
48. —種顯示屏，包括發(fā)光層，包括多個(gè)平行且分離的發(fā)光帶以及插入所述發(fā)光帶之間 的多個(gè)平行的帶間隔物，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射 不同于所述激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光，每個(gè)帶間隔物位于兩個(gè)相 鄰的發(fā)光帶之間，其中每個(gè)帶間隔物是光學(xué)反射的。
49. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)發(fā)光帶包括吸收激 勵(lì)光以發(fā)射可見光的發(fā)光材料帶和透明材料帶，其中，所述透明材料 帶形成于所述發(fā)光材料帶上。
50. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué) 反射層，所述光學(xué)反射層連接兩個(gè)相鄰發(fā)光帶中的每一個(gè)。
51. 如權(quán)利要求50所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)反射層是金屬層。
52. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括光學(xué) 不透明芯和形成于所述光學(xué)不透明芯兩側(cè)的光學(xué)反射層，所述光學(xué)反 射層分別連接兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶。
53. 如權(quán)利要求52所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)反射層是金屬層。
54. 如權(quán)利要求52所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)不透明芯吸收光。
55. 如權(quán)利要求52所述的顯示屏，其中，所述光學(xué)不透明芯包括 黑色顏料。
56. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 光的珠子和珠子分布于其中的粘合劑材料。
57. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括金屬。
58. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，每個(gè)帶間隔物包括反射 的白色顏料。
59. 如權(quán)利要求48所述的顯示屏，其中，兩個(gè)相鄰的發(fā)光帶在吸 收所述激勵(lì)光時(shí)發(fā)射不同顏色的可見光。
60. —種用于制造顯示屏的方法，包括將吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光以發(fā)射波長(zhǎng)不同于激勵(lì)波長(zhǎng)的可見光的 發(fā)光材料施加到模具的平行槽中，以便兩個(gè)相鄰槽被施加有發(fā)射兩種不同波長(zhǎng)的兩種不同的發(fā)光材料；在將所述發(fā)光材料施加到模具中的過程中，控制每個(gè)相應(yīng)槽^的每種發(fā)光材料的量，以部分填充每個(gè)槽；將液體材料施加到每個(gè)槽中相應(yīng)發(fā)光材料的上部以充滿該槽； 使液體材料轉(zhuǎn)變?yōu)楦浇又撩總€(gè)槽中的每個(gè)發(fā)光材料的透明固體材料；將屏幕層放置在模具上以與透明固體材料接觸并結(jié)合； 提起所述屏幕層以將由透明固體材料形成的帶和每種發(fā)光材料從 所述模具中提出，從而形成具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層；以及將一個(gè)或者多個(gè)附加的屏幕層施加到所述發(fā)光層上以形成顯示屏。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中 所述液體材料是UV固化材料，以及在形成所述透明固體材料時(shí)，將UV光導(dǎo)向所述液體材料以固化 所述液體纟才泮牛。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，其中 所述液體材料是熱固化材料，以及在形成所述透明固體材料時(shí)，將熱施加到所述液體材料以固化所 述液體材料。
63.如權(quán)利要求60所述的方法，包括在將具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層從模具中提出后，將金屬層涂覆在 所述發(fā)光帶上以覆蓋所述發(fā)光材料和透明固體材料的暴露面以及兩個(gè) 相鄰發(fā)光帶之間的屏幕層上的表面；以及移除部分填充材料、發(fā)光材料上部的金屬層和部分發(fā)光材料以形 成平坦表面，所述平坦表面暴露出每個(gè)發(fā)光帶中的發(fā)光材料；以及 將附加的屏幕層施加到所述平坦表面上。
64. 如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述部分填充材料、發(fā)光材料上部的所述金屬層和所述部分發(fā)光材料被移除以留下所述發(fā)光材 料的暴露表面上的表面質(zhì)地，以便在所述發(fā)光材料和結(jié)合在所述平坦 表面上的屏幕層之間形成空氣隙。
65. 如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述填充材料是吸收光的 黑色材料。
66. 如權(quán)利要求60所述的方法，包括在將具有平行發(fā)光帶的發(fā)光層從模具中提出后，用反射材料填充 相鄰發(fā)光帶之間的間隙以覆蓋發(fā)光材料和透明固體材料的暴露面；以 及移除發(fā)光材料上部的部分反射材料和部分發(fā)光材料以形成平坦表 面，所述平坦表面暴露出每個(gè)發(fā)光帶中的發(fā)光材料；以及 將附加的屏幕層施加到所述平坦表面上。
67. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中，所述發(fā)光材料上部的部分 反射材料和部分發(fā)光材料被移除以留下發(fā)光材料的暴露表面上的表面 質(zhì)地，以便在所述發(fā)光材料和結(jié)合在所述平坦表面上的屏幕層之間形 成空氣隙。
68. 如權(quán)利要求60所述的方法，包括在施加所述發(fā)光材料之前 處理模具中的槽的內(nèi)表面，以方便每個(gè)發(fā)光帶與模具分離。
69. 如權(quán)利要求68所述的方法，其中，每個(gè)槽的內(nèi)表面涂覆有鎳層。
70. 如權(quán)利要求68所述的方法，其中，每個(gè)槽的內(nèi)表面涂覆有表 面潤(rùn)滑材料層。
71. 如權(quán)利要求68所述的方法，其中，所述內(nèi)表面涂覆有鎳層。
72. —種用于制造顯示屏的方法，包括將光學(xué)不透明的帶間隔物材料施加到模具的平行槽中，所述平行 槽限定顯示屏的平行帶間隔物陣列；將UV固化透明材料的透明層施加到平行槽之間的模具的暴露表 面和平行槽中帶間隔物材料的上表面；將UV光導(dǎo)向UV固化透明材料以使其固化，以便與所述帶間隔 物材料結(jié)合；施加UV切割粘合劑層以粘合至已固化的透明層； 將承載層附接至所述U V切割粘合劑層；將所述承載層、UV切割粘合劑層和已固化的透明層提起以將附 接至已固化的透明層的帶間隔物陣列從模具的平行槽中移出；用發(fā)光材料在已固化的透明層上填充所述帶間隔物之間的槽，所的兩種不同的發(fā)光材料；在施加所述發(fā)光材料的過程中，控制每個(gè)相應(yīng)槽中的每種發(fā)光材料的量，以部分填充每個(gè)槽以及形成在空間上插入有所述帶間隔物并由所述帶間隔物分開的平行發(fā)光帶；放置一個(gè)或者多個(gè)屏幕層以接觸并結(jié)合于帶間隔物的上部；將UV光導(dǎo)向UV切割粘合劑層以將UV切割粘合劑層和承載層一起與已固化的透明層分開；從帶間隔物和發(fā)光帶移除已固化的透明層；以及形成光接收層以替換被移除的已固化的透明層，以便接收激勵(lì)光并將激勵(lì)光導(dǎo)入發(fā)光帶。
73. 如權(quán)利要求72所述的方法，包括在用發(fā)光材料在已固化的透明層上填充帶間隔物之間的槽之前，在帶間隔物的表面和兩個(gè)相鄰帶間隔物之間的已固化的透明層的暴露 表面上形成反射層，以及其中，在帶間隔物之間的反射層上填充發(fā)光材料。
74. 如權(quán)利要求72所述的方法，其中， 所述光接收層包括透鏡陣列層，將激勵(lì)光導(dǎo)向發(fā)光帶且包括二維透鏡陣列，其 中，每個(gè)透鏡具有小于每個(gè)發(fā)光帶的寬度的尺寸且每個(gè)發(fā)光帶的 寬度內(nèi)有多個(gè)透鏡；以及針孔陣列層，位于所述透鏡陣列層和所述發(fā)光帶之間，所述 針孔層包括反射不透明層，所述反射不透明層覆蓋所述透鏡陣列 層且圖案化有在空間上分別對(duì)應(yīng)于所述透鏡的二維針孔陣列，以 將所述激勵(lì)光從所述透鏡傳輸至所述發(fā)光帶。
75. 如權(quán)利要求72所述的方法，其中， 所述光接收層包括二向色層，形成在發(fā)光帶上以接收和傳輸所述激勵(lì)光，其中， 所述二向色層反射由發(fā)光帶發(fā)射的可見光；以及菲涅耳透鏡層，被設(shè)置成將所述激勵(lì)光導(dǎo)向所述二向色層， 其中，所述二向色層位于所述菲涅耳透鏡層和所述發(fā)光帶之間。
76. —種用于制造顯示屏的方法，包括 在二維透鏡陣列的透鏡陣列層的平坦表面上形成金屬層； 對(duì)所述透鏡陣列進(jìn)行消融激光光束掃描以將消融激光光束通過每個(gè)透鏡聚焦至金屬層，從而移除聚焦的消融激光光束的位置處的金屬 以形成針孔，由此在所述金屬層中形成二維針孔陣列；將發(fā)光層結(jié)合至具有所述二維針孔陣列的金屬層，其中，所述發(fā) 光層包括多個(gè)平行且分離的發(fā)光帶，每一個(gè)發(fā)光帶吸收激勵(lì)波長(zhǎng)的激 勵(lì)光以發(fā)射不同于激勵(lì)波長(zhǎng)的可見波長(zhǎng)的可見光，其中，每個(gè)透鏡具 有小于每個(gè)發(fā)光帶的寬度的尺寸以便每個(gè)發(fā)光帶的寬度內(nèi)有多個(gè)透鏡；以及將所述發(fā)光層和所述透鏡陣列層結(jié)合至支撐基底來形成顯示屏。
77.如權(quán)利要求76所述的方法，包括在形成所述金屬層之前，在所述透鏡陣列層的平坦表面和所述金 屬層之間形成吸收消融激光光束的黑色材料層，其中，所述黑色材料 層吸收消融激光光束且在消融激光光束聚焦的位置處被移除。
全文摘要
用于掃描光束顯示系統(tǒng)的具有平行發(fā)光帶的多層屏幕。發(fā)光材料可包括磷光材料和非磷光材料。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK101688979SQ200880023058
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者大衛(wèi)·肯特, 大衛(wèi)·金德勒, 約翰·瑞特爾, 羅杰·A·哈賈, 菲利普·H·馬利亞克, 謝爾蓋·布克索夫 申請(qǐng)人:博達(dá)公司