本實(shí)用新型涉及一種無激光散斑的激光液晶顯示器，屬于激光顯示技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

激光顯示技術(shù)，是以紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù)，可以最真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現(xiàn)力。從色度學(xué)角度來看，激光顯示的色域覆蓋率可以達(dá)到人眼所能識(shí)別色彩空間的90％以上，是傳統(tǒng)顯示色域覆蓋率的兩倍以上，徹底突破前三代顯示技術(shù)色域空間的不足，實(shí)現(xiàn)人類有史以來最完美色彩還原，使人們通過顯示終端看到最真實(shí)、最絢麗的世界。

但是，激光在物體表面發(fā)生反射或透射時(shí)，人眼會(huì)在物體表面光場(chǎng)中觀察到一種無規(guī)則分布的、數(shù)量眾多的耀眼斑點(diǎn)，這種耀眼斑點(diǎn)稱為激光散斑(Laser Speckles)。激光散斑嚴(yán)重影響顯示器的畫面質(zhì)量及人的觀影感受，因此如何消除顯示器屏幕上的激光散斑也是近些年激光顯示領(lǐng)域中最重要的技術(shù)難題之一，極大的限制了激光顯示的應(yīng)用。

激光顯示的畫面散斑(Laser Speckles)來自于同一激光諧振腔中的兩束以上滿足相干條件的激光，如圖1所示，

這兩束光在相遇區(qū)域：

①振動(dòng)方向相同；

②振動(dòng)頻率相同；

③相位相同或相位差保持恒定；

兩束相位相同激光相遇在顯示器的各個(gè)光學(xué)界面上時(shí)就會(huì)產(chǎn)生空間相干現(xiàn)象出現(xiàn)畫面激光散斑。在液晶顯示器中，激光畫面散斑來源于導(dǎo)光板、勻化膜、增亮膜、液晶屏等通光或反光界面。

目前，為了解決激光散斑問題，人們開發(fā)出了幾種散斑消除器件，但是效果甚微。效果比較好的激光散斑消除方法為使用振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)器件的方式使激光相位發(fā)生變化從而消除顯示器屏幕的散斑，如振動(dòng)投影屏幕或在投影機(jī)內(nèi)部光路中加入振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)器件。

但是這些方法只能適用于體積較大的激光投影顯示設(shè)備，而對(duì)平板液晶顯示器而言絕對(duì)不適用。

為了使平板液晶顯示器能夠達(dá)到大色域顯示效果，許多公司開展了激光激發(fā)熒光粉技術(shù)，可有效的降低激光散斑，目前也有產(chǎn)品上市。

但是，該技術(shù)依然存在如下問題：

1、顯示器壽命短因?yàn)闊晒夥垡妆患す猱a(chǎn)生的高溫破壞。為了延長平板液晶顯示器的壽命，必須降低激發(fā)熒光粉的激光強(qiáng)度，如此一來就進(jìn)一步造成了平板液晶顯示亮度不夠。

2、激光激發(fā)熒光粉所產(chǎn)生的熒光與激發(fā)激光混合成為白光，這種白光的色域覆蓋率低，達(dá)不到真正意義上的大色域顯示要求。

為了解決振動(dòng)激光散斑消除器件和激光熒光粉方案所帶來的問題，有人提出了一些無需振動(dòng)的方法，其中比較有效的就是使用帶有散射體的薄膜對(duì)激光進(jìn)行散射，或?qū)⑸⑸潴w摻雜在透明液體或固體中對(duì)激光進(jìn)行散射以期消除激光畫面散斑。

但是散射體消除激光畫面散斑這種方法中存在如下問題：

1、散射薄膜或散射體在液晶顯示器中的畫面散斑消除效果不完全，嚴(yán)重影響觀看感受，達(dá)不到顯示器商品化的需求。

2、液體散射器件存在體積大、漏液、散射液體長期光照變質(zhì)及畫面散斑消除不完全等問題，同樣無法實(shí)現(xiàn)激光液晶顯示器的商品化。

3、畫面散斑消除不完全會(huì)導(dǎo)致眼睛受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了解決液晶顯示設(shè)備使用激光作為照明光源而產(chǎn)生的畫面激光散斑噪聲，解決現(xiàn)有散斑消除器件體積大、價(jià)格昂貴、壽命短、功耗高、畫面散斑消除不完全等問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、不改變現(xiàn)有液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)、無振動(dòng)、無能耗、激光利用率高、無畫面散斑的激光液晶顯示器，可有效消除激光液晶顯示器的屏幕激光散斑。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種無畫面激光散斑的激光液晶顯示器，主要由一個(gè)以上的散射面、一種以上半導(dǎo)體激光器及液晶圖像調(diào)制解調(diào)器組成，半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光經(jīng)過一個(gè)以上的散射面后，照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器上形成圖像；其特征在于，

激光經(jīng)過的每個(gè)散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程為L，L大于△C；

△C＝λ²/Δλ (1)

其中，△C為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的空間相干長度，λ為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光中心波長，Δλ為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的光譜半峰寬度。

本實(shí)用新型當(dāng)一個(gè)以上散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程大于△C時(shí)，則半導(dǎo)體激光器射出的激光照射到一個(gè)以上散射面時(shí)所形成的空間散斑將出現(xiàn)在散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的空間中，或出現(xiàn)在第一個(gè)散射面與最后一個(gè)散射面之間的空間中，而不會(huì)在液晶圖像調(diào)制解調(diào)器上呈現(xiàn)出來，進(jìn)而消除液晶顯示器的畫面散斑。

進(jìn)一步的，當(dāng)液晶顯示器中存在兩種以上波長的半導(dǎo)體激光器，所述λ為兩種以上波長中最大波長λ_max的中心波長，所述Δλ為兩種以上波長中最小波長λ_min的光譜半峰寬度。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述的散射面包括透光散射面和不透光的漫反射面。

有益效果

本實(shí)用新型所公開的無畫面散斑的激光液晶顯示器，通過調(diào)整散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程L，使激光散斑在散射面或漫反射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的空間形成空間散斑后再照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器上，在不改變現(xiàn)有光路結(jié)構(gòu)的情況下同時(shí)實(shí)現(xiàn)畫面散斑消除、光場(chǎng)勻場(chǎng)、光束擴(kuò)束的效果，將本實(shí)用新型應(yīng)用于激光液晶顯示器中可有效降低激光顯示器的制造成本，延長激光顯示器的壽命。

附圖說明

圖1為兩束激光相干示意圖；

圖2為實(shí)施例3無激光散斑的激光液晶顯示器的示意圖；

其中，增亮膜11，液晶圖像調(diào)制解調(diào)器12，散射勻光膜13，液晶背光導(dǎo)光板14；

圖3為實(shí)施例4無激光散斑的激光液晶顯示器的示意圖；

其中，毛玻璃散射體21，液晶圖像調(diào)制解調(diào)器22，增亮膜與勻光膜23，激光背光導(dǎo)光板24，半導(dǎo)體激光25，光學(xué)鏡片26，激光反光罩27。

圖4為實(shí)施例5無激光散斑的激光液晶顯示器的示意圖；

其中，液晶圖像調(diào)制解調(diào)器41，增亮膜42，勻光膜43，內(nèi)嵌漫反射體的導(dǎo)光板44，漫反體45，背光漫反射膜46，光學(xué)鏡片47，半導(dǎo)體激光器48；

圖5為實(shí)施例6無激光散斑的激光液晶顯示器的示意圖；

圖6為實(shí)施例6無激光散斑的激光液晶顯示器的示意圖；

其中，液晶圖像調(diào)制解調(diào)器51，增亮膜52，勻光膜53，導(dǎo)光板54，漫反體55，散射膜56，漫反射膜57，半導(dǎo)體激光器58。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)用新型提供一種無畫面激光散斑的激光液晶顯示器，由一個(gè)以上的散射面、一種以上半導(dǎo)體激光器、液晶圖像調(diào)制解調(diào)器及其他液晶顯示器必要組成器件構(gòu)成；針對(duì)所述其他液晶顯示器必要組成器件，由于其的功能和作用為現(xiàn)有技術(shù)，因此在該實(shí)施例中不做詳細(xì)說明。

半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光通過一個(gè)以上的散射面，再照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器(Liquid Crystal Display)上形成圖像。其中

每個(gè)散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程為L，L的數(shù)值大于△C；

△C＝λ²/Δλ (1)

其中，△C為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的空間相干長度，λ為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光中心波長，Δλ為半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的光譜寬度，也就是激光I-λ圖中光強(qiáng)下降到最大值的一半時(shí)對(duì)應(yīng)的半峰寬度。

例如：半導(dǎo)體激光器的發(fā)射中心波長為520nm，半峰寬度為2nm時(shí)，

△C＝(520nm×520nm)/2nm＝135200nm＝0.0001352m＝0.01352mm

本實(shí)用新型每個(gè)散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程大于△C，則半導(dǎo)體激光器射出的激光照射到一個(gè)以上散射面時(shí)所形成的空間散斑將出現(xiàn)在散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的空間中，或第一個(gè)散射面與最后一個(gè)散射面(以激光管路方向來定義多個(gè)散射面，其中最先通過的散射面定義為第一個(gè)散射面，最后通過的散射面定義為最后一個(gè)散射面)之間的空間中而不會(huì)在液晶圖像調(diào)制解調(diào)器上呈現(xiàn)出來，進(jìn)而消除液晶顯示器的畫面散斑。

實(shí)施例2：

本實(shí)用新型提供一種無畫面激光散斑的激光液晶顯示器，由一個(gè)以上的散射面、兩種以上半導(dǎo)體激光器、液晶圖像調(diào)制解調(diào)器及其他液晶顯示器必要組成器件構(gòu)成；針對(duì)所述其他液晶顯示器必要組成器件，由于其的功能和作用為現(xiàn)有技術(shù)，因此在該實(shí)施例中不做詳細(xì)說明。

半導(dǎo)體激光器發(fā)出激光通過一個(gè)以上的散射面，再照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器上形成圖像。其中每個(gè)散射面與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器之間的最小光程為L，L的數(shù)值大于△C；

△C＝λ²/Δλ (1)

其中，所述λ為兩種以上波長中最大波長λ_max的中心波長，所述Δλ為兩種以上波長中最小波長λ_min的光譜寬度。

例如，半導(dǎo)體激光器的發(fā)射中心波長為520nm、638nm、445nm，半峰寬度為2.1nm、1.8nm、2.5nm，則

△C＝(638nm×638nm)/1.8nm＝226135.5nm＝0.000226m＝0.226135mm

即L需大于0.226135mm

實(shí)施例3：

如圖2所示，本實(shí)施例一種無激光散斑的激光液晶顯示器，主要由增亮膜11、液晶圖像調(diào)制解調(diào)器12、散射勻光膜13、液晶背光導(dǎo)光板14及半導(dǎo)體激光器組成液晶顯示器背照明基本光學(xué)結(jié)構(gòu)，其中增亮膜11、散射勻光膜13和液晶背光導(dǎo)光板14為該液晶顯示器中的散射面，且L、L1、L2為液晶顯示器背照明基本光學(xué)結(jié)構(gòu)中各個(gè)光學(xué)元件的距離；其中L＝0.5mm，L1＝0.5mm，L2＝0.5mm。

實(shí)施例4：

如圖3所示，本實(shí)施例一種無激光散斑的激光液晶顯示，主要由毛玻璃散射體21、液晶圖像調(diào)制解調(diào)器22、增亮膜與勻光膜23、激光背光導(dǎo)光板24、半導(dǎo)體激光25、光學(xué)鏡片26及激光反光罩27，其中毛玻璃散射體21、增亮膜與勻光膜23及激光背光導(dǎo)光板24為該液晶顯示器中的散射面；L1＝4mm為毛玻璃散射體21到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器22的距離，L2＝0.4mm為激光背光導(dǎo)光板24到增亮膜與勻光膜23的距離，L3＝0.4mm為增亮膜與勻光膜23到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器22的距離。

本實(shí)用新型實(shí)施例1-4中散射面的形狀可為片狀、棒狀、板狀、球形、立方體、束狀、顆粒狀、槽狀、碗狀、團(tuán)狀物體；本實(shí)用新型實(shí)施例1-4散射面包括透光散射面和/或不透光的漫反射面，其中透光散射面由一種以上的透光材料構(gòu)成，不透光的漫反射面由一種以上的非透光高反射材料構(gòu)成，所述非透光高反射材料包括氧化鈦、氧化鎂、氧化鋇及氧化鋁；本實(shí)用新型實(shí)施例1-4半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的光由光纖引入液晶顯示器背光源系統(tǒng)，還可直接照射入液晶顯示器背光源系統(tǒng)。

本實(shí)用新型實(shí)施例1-4所公開的激光顯示光源，與現(xiàn)有激光顯示散斑消除器件相比具有體積小、重量輕、獲取方便、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單、無振動(dòng)、無噪聲、無磨損；將其應(yīng)應(yīng)用于激光顯示器中，可有效降低激光顯示器的制造成本，縮小激光顯示器的體積，延長激光顯示器的壽命，且能夠達(dá)到畫面激光散斑噪聲消除完全，有利于激光顯示的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

實(shí)施例5：

如圖4所示，本實(shí)施例一種無激光散斑的激光液晶顯示，主要由液晶圖像調(diào)制解調(diào)器41、增亮膜42、勻光膜43、內(nèi)嵌漫反射體的導(dǎo)光板44、漫反體45、背光漫反射膜46、光學(xué)鏡片47及半導(dǎo)體激光器48組成，L為增亮膜42與液晶圖像調(diào)制解調(diào)器41的最小光程，本實(shí)施例中L＝03mm，L2為增亮膜42與勻光膜43的最小光程，本實(shí)施例中L2＝0.3mm。其他散射面之間的最小光程按比例推導(dǎo)。

由半導(dǎo)體激光器48發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)鏡片47的整形通過背光漫反射膜46使光斑全部照射到漫反體45上進(jìn)行第一次激光擴(kuò)束，激光在漫反體45上形成第一可見激光散斑。

漫反體45內(nèi)嵌在內(nèi)嵌漫反射體的導(dǎo)光板44中，將激光向背光漫反射膜46進(jìn)行漫反射。背光漫反射膜46將擴(kuò)束后的激光向液晶圖像調(diào)制解調(diào)器41進(jìn)行二次擴(kuò)束漫反射，此時(shí)散斑出現(xiàn)在背光漫反射膜46的表面且激光散斑得到進(jìn)一步弱化。激光束經(jīng)過兩次擴(kuò)束及空間相干，激光在經(jīng)過勻光膜43時(shí)散斑的強(qiáng)度已變的非常微弱且散斑的可分辨大小已接近人眼分辨極限。

被弱化的激光散斑出現(xiàn)在勻光膜43表面、勻光膜43與增亮膜42、勻光膜43與內(nèi)嵌漫反射體的導(dǎo)光板44之間的空間中。

經(jīng)過勻光膜43的激光照射到增亮膜42上，經(jīng)過三次散射擴(kuò)束，散斑的強(qiáng)度已變的非常微弱且散斑的可分辨大小已超過人眼分辨極限，人眼在遠(yuǎn)距離(大于1米)觀察已無法識(shí)別增亮膜2的激光散斑。

經(jīng)過增亮膜42的激光照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器41上，人眼已無法分辨激光散斑。

實(shí)施例5：

如圖5-6所示，本實(shí)施例一種無激光散斑的激光液晶顯示，主要由液晶圖像調(diào)制解調(diào)器51、增亮膜52、勻光膜53、導(dǎo)光板54、漫反體55、散射膜56、漫反射膜57及半導(dǎo)體激光器58組成。

由半導(dǎo)體激光器58發(fā)出的激光經(jīng)過漫反射膜57的小孔照射到散射膜56上進(jìn)行第一次激光擴(kuò)束，激光在散射膜56的表面、散射膜56與漫反射膜57之間的空間及散射膜56與漫反體55之間的空間中產(chǎn)生第一可見激光散斑。

漫反體55包裹導(dǎo)光板54中的三個(gè)邊及一個(gè)面，將經(jīng)過一次擴(kuò)束的激光向勻光膜53、導(dǎo)光板54反射進(jìn)行二次擴(kuò)束漫反射，此時(shí)散斑出現(xiàn)在背光漫反體55的表面及導(dǎo)光板54的內(nèi)部且激光散斑得到進(jìn)一步弱化。激光束經(jīng)過兩次擴(kuò)束及空間相干，激光在經(jīng)過勻光膜53時(shí)散斑的強(qiáng)度已變的非常微弱且散斑的可分辨大小已接近人眼分辨極限。

被弱化的激光散斑出現(xiàn)在勻光膜53表面、勻光膜53與增亮膜52、勻光膜53與內(nèi)嵌漫反射體的導(dǎo)光板54之間的空間中。

經(jīng)過勻光膜53的激光照射到增亮膜52上，經(jīng)過三次散射擴(kuò)束，散斑的強(qiáng)度已變的非常微弱且散斑的可分辨大小已超過人眼分辨極限，人眼在遠(yuǎn)距離(大于1米)觀察已無法識(shí)別增亮膜2的激光散斑。

經(jīng)過增亮膜2的激光照射到液晶圖像調(diào)制解調(diào)器1上，人眼已無法分辨激光散斑。

綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。