专利名称：采用反射型液晶板的投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影仪，具体地说，涉及一种采用反射型液晶板，如反射型聚合物分散的液晶(PDLC)板的投影仪。
液晶是根据施加的电场定向的，利用这一性质液晶板可用来再现图象。这就是说，液晶的排列(透射态或散射态)取决于电场的作用。液晶板是由许多盒单元(象素)组成以形成图象。每一个盒上的电压是由专门的开关装置加上的。因此，当形成电场的电压有选择地加到每一个液晶盒上时，通过每一个象素的特定排列形成透射态或散射态就形成了图象。这时由光源发出的光(光源一般位于盒后面)根据盒的状态，分别透射或散射，由此在屏幕上再现图象。
构成液晶板的象素数是不固定的，按用途可制造出有多种象素数量的液晶板。例如，已经研制出有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种液晶和聚合物的复合材料，它和普通液晶一样，随施加电压的不同透射率不同。对聚合物分散液晶，需要考虑液晶的折射率来选择具有合适折射率的聚合物。根据聚合物类型可获得各种聚合物分散液晶。聚合物颗粒在聚合物分散液晶中通常按特定的方向定向。
一般来说，在投影仪或图象投影装置中，PDLC板是由液晶盒组成的，而这些液晶盒由液晶和聚合物的复合材料制成。在这样的液晶板中，薄膜晶体管用作开关元件，每一个液晶盒设有一个施加电压的口。因为每一个盒的透射率依电压状态而变化，所以每一个相应的液晶盒根据施加的图象信号来透射光源发出的光线，从而在屏幕上形成图象。
屏幕上所形成的图象的光量由PDLC板控制，实现满意的对比度是一个主要的目标。这就是说，最好是不仅施加于板上每一个盒的信号电压和该盒的透射率有线性关系，而且最大最小辉度之间的差别要尽可能大。在一块液晶板上，增高施加于液晶盒上的电压和光源的发光强度可以把辉度增加到一个特定的水平。然而这样做会对仪器产生副作用，如能耗较高和寿命较短。屏幕上再现图象的对比度问题也与液晶本身的透明度有关。特别是由于采用液晶板的投影仪与其他图象再现仪器相比有相对低的可见度，因此对比度问题就成了一个重要的待解决问题。这是因为满意的对比度在获得比较清晰的图象方面比任何有关可见度因素的其他条件都更重要。
在采用液晶板如PDLC板的投影仪中，在半透明模式以及透明和不透明模式时，当光的透射与调节液晶盒透光度的图象信号成正比时，就可以达到理想的对比度。基本上，透明模式和不透明模式应当有明显的区别。即透明模式是100％的透明度，而不透明模式是0％的透明度。在不透明模式中要达到0％的透明度的一种办法是加厚液晶板。
然而加厚液晶板是不经济的，并且可引起透明度降低，从而导致液晶透射率的损失，特别是在透明模式中。因此，目前人们大多致力于在PDLC的制作中改进液晶的透明度。不管怎么说，即使液晶本身的透明度不是主要问题，加厚板的作法也是不可取的。
另外，在场效应液晶板中，若一致地提高所施加的电压，虽然整体的亮度能够提高，但对比度却会明显地受损。因为当施加的电压超过了一定值，所有的液晶盒可能表现出相似的透射特性。
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种利用反射型液晶板改进对比度的投影仪系统。
因此，为了达到上述目的的一种方法是提供一种使用反射型液晶显示的投影仪。这个投影仪包括一个反射型的PDLC板；一个光源；一个会聚光源发出的光线的透镜；一个半透明的反射镜，用来把通过透镜的光线反射到反射型液晶板上；及一个位于液晶板前方的聚焦透镜。
要达到上述目的的另一种方法是提供一种使用反射型液晶显示的投影仪。这个投影仪包括一个反射型的液晶板；一个光源；一个会聚光源发出的光线的透镜；一个靠近聚焦透镜焦点的反射镜，用来把通过这个透镜的光线反射到反射型液晶板上；及一个位于液晶板前方的聚焦透镜。
参照附图通过详细描述本发明的实施例，将会更清楚上述目的和本发明的优点，在附图中
图1是用在本发明投影仪上的反射型PDLC板的放大剖视示意图；图2是采用常规的透射型PDLC板的投影仪的光学结构图；图3是采用本发明的反射型PDLC板的投影仪的一种实施例的光学结构图；及图4是采用本发明的反射型的PDLC板的投影仪系统的另一种实施例的光学结构图。
图1是反射型PDLC板的放大剖视示意图。这块板包括第一玻璃衬底1，位于板的底部；反射层2，如反射镜，置于玻璃衬底1之上；PDLC材料层3，密封在两块玻璃衬底之间并由液晶，分散在液晶中的聚合物(如两个小方块所示)和附加物，如吸光成分组成；及第二玻璃衬底4，位于PDLC层3之上。
通过在常规透射型PDLC板的玻璃衬底内表面上形成用作反射镜的反射层2，来制造本发明的反射型PDLC板。通过形成上述的反射层2，投影到屏幕上的光线两次通过板上的液晶盒，从而使每一个盒的散射效果加倍，如此增强的散射效果可使屏幕上的对比度得到改善。
有许多种方法用来再现图象，从再现黑白符号到多色(或灰度)图象。一般地说，前者比后者在技术上简单。尽管本发明的投影仪上用的反射型PDLC板可以用于两种情况，但图象对比度改善的效果在黑白屏幕上特别显著。
一个单纯的黑白的图象信号可分成透明模式和不透明模式。和相同厚度的常规的PDLC板相比，在反射型PDLC板中这两种模式之间的对比度明显地改进了。可以理解，对于具有(灰度)等级的图象几乎可以得到同样的效果。
(在表示采用PDLC板的投影仪系统的图2，3和4中，所显示的部件的相对位置并不代表实际距离，特别是与屏幕之间的间隔被大大缩短了。另外，致动板的驱动装置也没有显示出来。)图2所示的是一个采用常规透射型PDLC板的投影仪系统。这个系统采用的是普通的图象投影装置。由光源5发出的光线由聚焦透镜6会聚。通过透射型PDLC板7的光线顺序通过透镜9，孔隙11和投影透镜12投射到屏幕14上。
图3所示的是采用本发明的反射型PDLC板的投影仪系统。首先，光源5位于PDLC板10和屏幕14之间的光轴的一侧。光源5发出的光线通过聚焦透镜6被一个半透明的反射镜8反射，并且通过透镜9a，又被反射型PDLC板10反射回来。然后，这些由板反射的光线再一次通过透镜9a和半透明反射镜8，再依次通过孔隙11和投影透镜12投射到屏幕14上。
这里，反射型PDLC板10有图1所描述的结构。光线通过玻璃衬底4和PDLC层3并被反射层2反射，再经过PDLC层3和玻璃衬底4投射回到屏幕上。这样PDLC层的效果就加倍了。用半透明反射镜8会引起一定程度的透射光的减弱，但是并不影响是纯粹相对量的对比度。当根据特定的设计条件确定光源强度时，光的损失是需要考虑的要素。
根据投影仪的应用，反射型PDLC板可选用分段法或矩阵法。当然，能够有更多种显示多样性的矩阵法在大多数情况下被采用。然而，当投影仪用于某一种特定的目的(如用于周期性地投影预定符号的公共显示装置时)可采用分段法。
图4所示的是采用本发明反射型PDLC板的投影仪系统的另一实施例。在这个实施例中，光源5同样位于PDLC板10和屏幕14之间的光轴的一侧。然而这里不用半透明反射镜8(图3)。而是把一个小的反射镜13置于很靠近PDLC板10和屏幕14之间的光轴，同时处在聚焦透镜6的焦点处并和聚焦透镜9a的焦点一致。通过透镜6的光线被反射镜13反射后，经透镜9a投射，并且在反射型PDLC板10上被反射。然后，这些反射光线再经过透镜9a和孔隙11返回并投影到屏幕14上。
在前面的说明中，尽管强调了采用PDLC板的情况，但是也可以采用一般的液晶显示。此外，考虑到效率在实际制造过程中，也可以增加或替换其他一些元件。例如，凹透镜可用作投影透镜，以便缩短投影距离，复合(或组合)透镜可用来代替单个透镜。
采用反射型PDLC板代替常规的透射型PDLC板的投影仪，不仅可以再现两个灰度级的图象，例如，黑白图象，而且也可以再现多灰度级的图象，并且有改善的对比度。因此采用液晶显示的投影仪可以提供更满意的图象再现。
权利要求
1.一种采用反射型液晶显示的投影仪，包括一个反射型液晶板；一个光源；一个透镜，用于会聚所述光源发出的光线；一个半透明反射镜，用于把通过所述透镜的光线反射到所述反射型液晶板上；和一个聚焦透镜，位于所述液晶板前方。
2.根据权利1所述的采用反射型液晶显示的投影仪，其中，所述反射型液晶板是一个反射型PDLC板。
3.采用反射型液晶显示的投影仪，包括一个反射型液晶板；一个光源；一个透镜，用于会聚所述光源发出的光线；一个反射镜，位于靠近所述聚焦透镜的焦点，用于把通过所述透镜的光线反射到所述反射型液晶板上；和一个聚焦透镜，位于所述液晶板的前方。
4.根据权利要求3所述的采用反射型液型晶显示的投影仪，其中，所述反射型液晶板是一个反射型PDLC板。
全文摘要
一种采用反射型液晶板的投影仪系数，该液晶板包括用来密封液晶的两块玻璃衬底，一个在一块玻璃衬底上形成的反射层，和在两块玻璃衬底中间密封的液晶层。通常在显示装置或投影仪中的不满意的对比度问题由于采用了反射型液晶板而得到克服，并且每一个液晶盒的透明模式和不透明模式之间的对比度得到了改善。
文档编号G02B27/18GK1143196SQ9511726
公开日1997年2月19日 申请日期1995年10月11日 优先权日1994年12月28日
发明者金东河 申请人:三星电子株式会社