專利名稱：采用反射型液晶板的投影儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種投影儀，具體地說，涉及一種采用反射型液晶板，如反射型聚合物分散的液晶(PDLC)板的投影儀。
液晶是根據(jù)施加的電場定向的，利用這一性質(zhì)液晶板可用來再現(xiàn)圖象。這就是說，液晶的排列(透射態(tài)或散射態(tài))取決于電場的作用。液晶板是由許多盒單元(象素)組成以形成圖象。每一個盒上的電壓是由專門的開關裝置加上的。因此，當形成電場的電壓有選擇地加到每一個液晶盒上時，通過每一個象素的特定排列形成透射態(tài)或散射態(tài)就形成了圖象。這時由光源發(fā)出的光(光源一般位于盒后面)根據(jù)盒的狀態(tài)，分別透射或散射，由此在屏幕上再現(xiàn)圖象。
構成液晶板的象素數(shù)是不固定的，按用途可制造出有多種象素數(shù)量的液晶板。例如，已經(jīng)研制出有1,280×800，640×480，640×400，320×240或320×200象素的液晶板。
聚合物分散液晶是一種液晶和聚合物的復合材料，它和普通液晶一樣，隨施加電壓的不同透射率不同。對聚合物分散液晶，需要考慮液晶的折射率來選擇具有合適折射率的聚合物。根據(jù)聚合物類型可獲得各種聚合物分散液晶。聚合物顆粒在聚合物分散液晶中通常按特定的方向定向。
一般來說，在投影儀或圖象投影裝置中，PDLC板是由液晶盒組成的，而這些液晶盒由液晶和聚合物的復合材料制成。在這樣的液晶板中，薄膜晶體管用作開關元件，每一個液晶盒設有一個施加電壓的口。因為每一個盒的透射率依電壓狀態(tài)而變化，所以每一個相應的液晶盒根據(jù)施加的圖象信號來透射光源發(fā)出的光線，從而在屏幕上形成圖象。
屏幕上所形成的圖象的光量由PDLC板控制，實現(xiàn)滿意的對比度是一個主要的目標。這就是說，最好是不僅施加于板上每一個盒的信號電壓和該盒的透射率有線性關系，而且最大最小輝度之間的差別要盡可能大。在一塊液晶板上，增高施加于液晶盒上的電壓和光源的發(fā)光強度可以把輝度增加到一個特定的水平。然而這樣做會對儀器產(chǎn)生副作用，如能耗較高和壽命較短。屏幕上再現(xiàn)圖象的對比度問題也與液晶本身的透明度有關。特別是由于采用液晶板的投影儀與其他圖象再現(xiàn)儀器相比有相對低的可見度，因此對比度問題就成了一個重要的待解決問題。這是因為滿意的對比度在獲得比較清晰的圖象方面比任何有關可見度因素的其他條件都更重要。
在采用液晶板如PDLC板的投影儀中，在半透明模式以及透明和不透明模式時，當光的透射與調(diào)節(jié)液晶盒透光度的圖象信號成正比時，就可以達到理想的對比度。基本上，透明模式和不透明模式應當有明顯的區(qū)別。即透明模式是100％的透明度，而不透明模式是0％的透明度。在不透明模式中要達到0％的透明度的一種辦法是加厚液晶板。
然而加厚液晶板是不經(jīng)濟的，并且可引起透明度降低，從而導致液晶透射率的損失，特別是在透明模式中。因此，目前人們大多致力于在PDLC的制作中改進液晶的透明度。不管怎么說，即使液晶本身的透明度不是主要問題，加厚板的作法也是不可取的。
另外，在場效應液晶板中，若一致地提高所施加的電壓，雖然整體的亮度能夠提高，但對比度卻會明顯地受損。因為當施加的電壓超過了一定值，所有的液晶盒可能表現(xiàn)出相似的透射特性。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種利用反射型液晶板改進對比度的投影儀系統(tǒng)。
因此，為了達到上述目的的一種方法是提供一種使用反射型液晶顯示的投影儀。這個投影儀包括一個反射型的PDLC板；一個光源；一個會聚光源發(fā)出的光線的透鏡；一個半透明的反射鏡，用來把通過透鏡的光線反射到反射型液晶板上；及一個位于液晶板前方的聚焦透鏡。
要達到上述目的的另一種方法是提供一種使用反射型液晶顯示的投影儀。這個投影儀包括一個反射型的液晶板；一個光源；一個會聚光源發(fā)出的光線的透鏡；一個靠近聚焦透鏡焦點的反射鏡，用來把通過這個透鏡的光線反射到反射型液晶板上；及一個位于液晶板前方的聚焦透鏡。
參照附圖通過詳細描述本發(fā)明的實施例，將會更清楚上述目的和本發(fā)明的優(yōu)點，在附圖中

圖1是用在本發(fā)明投影儀上的反射型PDLC板的放大剖視示意圖；圖2是采用常規(guī)的透射型PDLC板的投影儀的光學結構圖；圖3是采用本發(fā)明的反射型PDLC板的投影儀的一種實施例的光學結構圖；及圖4是采用本發(fā)明的反射型的PDLC板的投影儀系統(tǒng)的另一種實施例的光學結構圖。
圖1是反射型PDLC板的放大剖視示意圖。這塊板包括第一玻璃襯底1，位于板的底部；反射層2，如反射鏡，置于玻璃襯底1之上；PDLC材料層3，密封在兩塊玻璃襯底之間并由液晶，分散在液晶中的聚合物(如兩個小方塊所示)和附加物，如吸光成分組成；及第二玻璃襯底4，位于PDLC層3之上。
通過在常規(guī)透射型PDLC板的玻璃襯底內(nèi)表面上形成用作反射鏡的反射層2，來制造本發(fā)明的反射型PDLC板。通過形成上述的反射層2，投影到屏幕上的光線兩次通過板上的液晶盒，從而使每一個盒的散射效果加倍，如此增強的散射效果可使屏幕上的對比度得到改善。
有許多種方法用來再現(xiàn)圖象，從再現(xiàn)黑白符號到多色(或灰度)圖象。一般地說，前者比后者在技術上簡單。盡管本發(fā)明的投影儀上用的反射型PDLC板可以用于兩種情況，但圖象對比度改善的效果在黑白屏幕上特別顯著。
一個單純的黑白的圖象信號可分成透明模式和不透明模式。和相同厚度的常規(guī)的PDLC板相比，在反射型PDLC板中這兩種模式之間的對比度明顯地改進了。可以理解，對于具有(灰度)等級的圖象幾乎可以得到同樣的效果。
(在表示采用PDLC板的投影儀系統(tǒng)的圖2，3和4中，所顯示的部件的相對位置并不代表實際距離，特別是與屏幕之間的間隔被大大縮短了。另外，致動板的驅(qū)動裝置也沒有顯示出來。)圖2所示的是一個采用常規(guī)透射型PDLC板的投影儀系統(tǒng)。這個系統(tǒng)采用的是普通的圖象投影裝置。由光源5發(fā)出的光線由聚焦透鏡6會聚。通過透射型PDLC板7的光線順序通過透鏡9，孔隙11和投影透鏡12投射到屏幕14上。
圖3所示的是采用本發(fā)明的反射型PDLC板的投影儀系統(tǒng)。首先，光源5位于PDLC板10和屏幕14之間的光軸的一側。光源5發(fā)出的光線通過聚焦透鏡6被一個半透明的反射鏡8反射，并且通過透鏡9a，又被反射型PDLC板10反射回來。然后，這些由板反射的光線再一次通過透鏡9a和半透明反射鏡8，再依次通過孔隙11和投影透鏡12投射到屏幕14上。
這里，反射型PDLC板10有圖1所描述的結構。光線通過玻璃襯底4和PDLC層3并被反射層2反射，再經(jīng)過PDLC層3和玻璃襯底4投射回到屏幕上。這樣PDLC層的效果就加倍了。用半透明反射鏡8會引起一定程度的透射光的減弱，但是并不影響是純粹相對量的對比度。當根據(jù)特定的設計條件確定光源強度時，光的損失是需要考慮的要素。
根據(jù)投影儀的應用，反射型PDLC板可選用分段法或矩陣法。當然，能夠有更多種顯示多樣性的矩陣法在大多數(shù)情況下被采用。然而，當投影儀用于某一種特定的目的(如用于周期性地投影預定符號的公共顯示裝置時)可采用分段法。
圖4所示的是采用本發(fā)明反射型PDLC板的投影儀系統(tǒng)的另一實施例。在這個實施例中，光源5同樣位于PDLC板10和屏幕14之間的光軸的一側。然而這里不用半透明反射鏡8(圖3)。而是把一個小的反射鏡13置于很靠近PDLC板10和屏幕14之間的光軸，同時處在聚焦透鏡6的焦點處并和聚焦透鏡9a的焦點一致。通過透鏡6的光線被反射鏡13反射后，經(jīng)透鏡9a投射，并且在反射型PDLC板10上被反射。然后，這些反射光線再經(jīng)過透鏡9a和孔隙11返回并投影到屏幕14上。
在前面的說明中，盡管強調(diào)了采用PDLC板的情況，但是也可以采用一般的液晶顯示。此外，考慮到效率在實際制造過程中，也可以增加或替換其他一些元件。例如，凹透鏡可用作投影透鏡，以便縮短投影距離，復合(或組合)透鏡可用來代替單個透鏡。
采用反射型PDLC板代替常規(guī)的透射型PDLC板的投影儀，不僅可以再現(xiàn)兩個灰度級的圖象，例如，黑白圖象，而且也可以再現(xiàn)多灰度級的圖象，并且有改善的對比度。因此采用液晶顯示的投影儀可以提供更滿意的圖象再現(xiàn)。
權利要求
1.一種采用反射型液晶顯示的投影儀，包括一個反射型液晶板；一個光源；一個透鏡，用于會聚所述光源發(fā)出的光線；一個半透明反射鏡，用于把通過所述透鏡的光線反射到所述反射型液晶板上；和一個聚焦透鏡，位于所述液晶板前方。
2.根據(jù)權利1所述的采用反射型液晶顯示的投影儀，其中，所述反射型液晶板是一個反射型PDLC板。
3.采用反射型液晶顯示的投影儀，包括一個反射型液晶板；一個光源；一個透鏡，用于會聚所述光源發(fā)出的光線；一個反射鏡，位于靠近所述聚焦透鏡的焦點，用于把通過所述透鏡的光線反射到所述反射型液晶板上；和一個聚焦透鏡，位于所述液晶板的前方。
4.根據(jù)權利要求3所述的采用反射型液型晶顯示的投影儀，其中，所述反射型液晶板是一個反射型PDLC板。
全文摘要
一種采用反射型液晶板的投影儀系數(shù)，該液晶板包括用來密封液晶的兩塊玻璃襯底，一個在一塊玻璃襯底上形成的反射層，和在兩塊玻璃襯底中間密封的液晶層。通常在顯示裝置或投影儀中的不滿意的對比度問題由于采用了反射型液晶板而得到克服，并且每一個液晶盒的透明模式和不透明模式之間的對比度得到了改善。
文檔編號G02B27/18GK1143196SQ9511726
公開日1997年2月19日 申請日期1995年10月11日 優(yōu)先權日1994年12月28日
發(fā)明者金東河 申請人:三星電子株式會社