专利名称：用于发射显示器的分色器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及图像显示器。
背景技术：
图像显示器包括发射显示器(例如用于基于阴极管的电视和计算机显示器中的荧光体显示器)以及透射显示器(例如用于大屏幕电视的投影显示器)。发射显示器通过从像素发射可见光来工作，其中所述像素受到诸如电子束或荧光灯的激发而发光。在传统的基于电子束的显示器的情况下，将电子束在像素上进行扫描，以用于激发所述像素以产生需要的图像。在基于荧光灯的显示器(例如等离子显示器)的情况下，将气体放电产生的紫外光引导至适当的像素(这些像素是彼此物理屏蔽的)以生成需要的图像，其中形成所述图像所必需的像素照射图案不是通过扫描UV光(它仅是来自灯的光发射)而形成的，而是通过适当地遮挡UV光以使其仅仅入射到想要的像素上而形成的。上述的两种发射显示器都需要在该设备中存在真空，这样会使制造变得复杂并提高了成本。
因为在大屏幕显示器的情况下某些发射显示器的重量变得过大以至于不可行(例如尺寸为40”-60”或更大的显示器)，所以提供了上述的透射显示器，所述透射显示器的一个实例是投影显示器。投影显示器通过将由较小光源发出的经过像素化的光投影到较大的投影仪上来工作，该投影仪将光“传送”给观众。
如本文所认识到的，尽管有效，然而与由较小的发射显示器提供的图像质量相比，大屏幕投影类型显示器苦于图像质量较差。另一方面，如上所述，当前的发射显示技术不能容易地用于形成大屏幕显示器，原因在于重量和其它实际的限制。然而，本发明认识到，理想地是提供一种大屏幕发射显示器，以克服许多大透射显示器的图像质量的缺点。
发明概述被配置用于用于图像显示设备的分色器包括具有基于荧光体的红色、绿色和蓝色子像素的衬底，以及包括覆盖所述子像素的至少一个折射层。掩模层位于该折射层上，而该掩模层被配置成使第一光束不能入射到蓝色和绿色子像素上、使第二光束不能入射到红色和绿色子像素上以及使第三光束不能入射到红色和蓝色子像素上。
在优选实施例中，该显示器是工作在大气压下的大屏幕荧光体显示器。可以将该掩模喷墨印制到折射层上。优选的掩模限定了多个激发光孔径，这些孔径依次限定了基于各个激发光孔径相对于该显示器的位置而形成的可变间距。
在另一方面中，用于生成需要图像的分色器包括与荧光体显示器并列的掩模。该掩模的孔径限定了相邻孔径之间的间距。至少一个间距不同于另一个间距。
参照附图可以更加清楚地理解本发明的结构和操作的详细情况，其中相同的标注数字表示相同的部件，其中
图1是本发射显示器的示意图，其利用了荧光体屏幕；图2是可变间距掩模的示意图；图3是替换荧光体屏幕组件的示意图。
优选实施例的详细描述首先参照图1，其中表示了一种显示设备(一般用10表示)，该设备包括限定了多个像素的发射显示器12，根据本领域中公知的发射显示器原理，每个像素依次由三个子像素限定，即红色、绿色和蓝色子像素。在图1所示的非限定性实施例中，该显示器12是大屏幕荧光体显示器，其像素可以由例如硫化锌构成。“大屏幕”表示该显示器12的工作“D”至少为四十英寸(40”)(约为100厘米)并且可以为六十英寸(60”)(约为150厘米)或更大。然而，本文中提出的原理可以应用于更小的显示器，以及其它发射显示器(例如等离子显示器)。在任何情况下，由于以下公开的结构，该显示器12工作在大气压下，即该显示器12不需要工作在真空中。
参照图1可以理解，由多个运动的光束14照射该显示器12。在优选实施例中，使用了第一到第三光束14。如以下进一步公开的，光束14中的第一光束仅仅可以照射红色子像素、第二光束仅仅可以照射绿色子像素、第三光束仅仅可以照射蓝色子像素。在当前的优选实施例中，该光束14是紫外(UV)光束，更为优选的是激光器16发出的UV激光光束。
从激光器16开始解释图1，该激光器16发出的源光束18被分束器设备20分成三个光束14。该分束器设备20可以包括两个分束器，一个将源光束18分成两束，另一个将所得到的两个光束之一分成两束，从而形成了所示的优选三光束配置。
然后，这三个光束14向各自的光阀22传播。在优选实施例中，所述光阀22是光栅光阀(GLV)。在非限定性实例中，所述GLV可以是美国专利第5,311,360号中公开的GLV(在本文中将其引用以作参考)，或者是在[此处插入Sony专利]中公开的GLV。
相应地，根据本领域中的公知光阀原理，所述光阀22反射其各自的光束14。特别地，每个光阀22可以包括能够反射光的一维可动反射镜列。在特定的优选(非限定性)实施例中，每个子像素使用了六个相邻的反射镜。可以使用处理器24对光阀22进行操作，以使各个光阀22根据从例如电视调谐器、计算机或其它视频源接收到的需要图像来调制其各自的光束14。也就是说，移动光阀22的反射镜以用于反射或不反射各自的光束14，从而为需要图像的任意给定帧形成光束14在由光阀22限制的维度中的位置。
因此，根据需要的图像，基本上在一维中扫描所述光束14。为了获得必要的二维扫描，每个光束14从其各自的光阀22传播到各自的扫描反射镜26，每个扫描反射镜由各自的马达28驱动，在正交于光阀22维度的维度中围绕其轴摆动。不需要根据需要的图像对所述扫描反射镜26进行控制；相反地，在处理器24考虑由扫描反射镜26提供的对光束14的正交扫描的情况下，只需要对光阀22进行控制以生成需要的图像。
如果需要，可以将掩模30插在扫描反射镜26和显示器12之间，以在相邻像素之间形成光障。该掩模30限定了不同大小的激发光孔径32的二维栅格。该掩模30可以包括不透明的衬底并且可以由衬底上的开口构成孔径32。替换地，该掩模30可以包括透明衬底，并且可以通过在衬底上喷墨印制不透明的图案来构成孔径，其中衬底的未印制部分构成了孔径。
如图2所明确表示的，基于各个激发光孔径32相对于显示器12的位置而构成激发光孔径32的大小和/或间距(即，相邻激发光孔径32之间的间隔)。特别地，为了考虑到该显示器12中心附近和该显示器12边缘附近的像素的均匀照射强度，激发光孔径32的大小和/或间距可以从显示器12的中心向外改变。相应地，在一个非限定性实施例中，显示器12中心附近的激发光孔径32的大小和/或激发光孔径32之间的间隔可以小于显示器12边缘附近的激发光孔径32的大小和/或激发光孔径32之间的间隔。基于系统10的几何结构而形成特定的激发光孔径的大小/间距变化。
图3表示了替换的显示器(一般用40表示)，其包括透明衬底42(例如玻璃)和形成在该衬底42上的多个红色、绿色和蓝色子像素44。可以理解，三个相邻的子像素构成了一个像素。如图所示，透明光折射层46覆盖了像素并与衬底42相对。如果需要，该层46可以由多个子层制成，即用于折射仅激发红色子像素的光束的第一子层、用于折射仅激发绿色子像素的光束的第二子层、用于折射仅激发蓝色子像素的光束的第三子层。
在任何情况下，如图3所示，UV光束14被引导向折射层46。光阀22相对于显示器12的位置和配置以及由处理器24提供的光阀控制，确保了反射仅激发红色子像素的光束的光阀22以相对于光折射层46平面的一组角度α反射光束，反射仅激发绿色子像素的光束的光阀22以一组角度β反射光束，反射仅激发蓝色子像素的光束的光阀22以一组角度γ反射光束，其中对于任意一个像素来说，角度α、β和γ彼此不同。因此，折射层46以不同的角度将三种光束仅折射到各自的红色、绿色和蓝色子像素44上。
为了确保三种光束仅入射到其所希望的子像素上，可以将颜色选择掩模层48与折射层46并列，以用于使第一光束不能入射到蓝色和绿色子像素上、使第二光束不能入射到红色和绿色子像素上以及使第三光束不能入射到红色和蓝色子像素上。可以将该颜色选择掩模层48作为一个或多个薄膜沉积到折射层46上，这是通过例如将该膜喷墨印制到折射层46上实现的。如图1所示的掩模30一样，该颜色选择掩模层48可以限定孔径50，基于所述孔径50相对于衬底42中心的位置，所述孔径具有可变间距和/或可变大小。
尽管本文中所示并详细描述的特定“用于发射显示器的分色器”完全能够达到上述本发明的目的，然而应当理解，其是本发明的当前优选实施例，因此代表本发明所广泛考虑的主题，本发明的范围完全包含对于本领域技术人员显而易见的其它实施例，本发明的范围相应地仅受到所附权利要求书的限制，除非有明确的规定，否则在权利要求书中以单数提出的元件不表示“一个且只有一个”，而是“一个或多个”。对于本领域普通技术人员来讲，已知或后来获知的上述优选实施例中元件的所有结构和功能等效元件特别地在本文中引用以作参考，并且也希望将其包含在本权利要求书中。此外，对于设备和方法来讲，没有必要涉及本发明所要寻求解决的每个问题，因为其将被包含在本权利要求书中。而且，本公开内容中的元件、组件、或者方法步骤，不管其是否为权利要求书中明确引用的元件、组件、或者方法步骤，对于公众来讲均无意表示为专用的。本文中的权利要求元件均不是在35U.S.C.§112、第六段规定下需要进行解释的，除非利用“用于......的装置”的短语特别引用了该元件，或者在方法权利要求的情况下，该元件被引用为“步骤”而不是“动作”。
权利要求
1.一种被配置用于图像显示设备(10，40)的分色器，包括衬底(12，42)，其具有基于荧光体的红色、绿色和蓝色子像素；至少一个折射层(46)，其覆盖所述子像素；以及该折射层上的掩模层(30)，该掩模层(30)被配置成使第一光束不能入射到蓝色和绿色子像素上、使第二光束不能入射到红色和绿色子像素上以及使第三光束不能入射到红色和蓝色子像素上。
2.根据权利要求1所述的分色器，其中该显示器(10，40)是大屏幕显示器。
3.根据权利要求1所述的分色器，其中该显示器(10，40)是荧光体显示器。
4.根据权利要求3所述的分色器，其中该荧光体显示器在大气压下工作。
5.根据权利要求1所述的分色器，其中该掩模(30)是喷墨印制到折射层上的。
6.根据权利要求1所述的分色器，其中该掩模(30)限定了多个激发光孔径(32)，这些孔径限定了基于各个激发光孔径相对于该显示器的位置而形成的可变间距。
7.根据权利要求1所述的分色器，其中光源是激光器(16)。
8.一种用于生成需要的图像的分色器，包括与荧光体显示器并列的掩模(30)，该掩模(30)的孔径(32)限定了相邻孔径之间的间距，至少一个间距不同于另一个间距。
9.根据权利要求8所述的分色器，其中将光束从多个光阀(22)引导通过孔径并引导至显示器上，根据所需要的图像控制所述光阀。
10.根据权利要求8所述的分色器，其中该掩模(30)是喷墨印制到显示器上的。
11.根据权利要求9所述的分色器，其中该掩模(30)被配置成使第一光束不能入射到显示器的蓝色和绿色子像素上、使第二光束不能入射到红色和绿色子像素上以及使第三光束不能入射到红色和蓝色子像素上。
全文摘要
一种被配置用于图像显示设备的可变间距颜色选择掩模(30)。衬底(12，42)具有基于荧光体的红色、绿色和蓝色子像素，该衬底被折射层(46)覆盖。将该颜色选择掩模(30)喷墨印制到折射层上，其中该掩模层被配置成使第一光束不能入射到蓝色和绿色子像素上、使第二光束不能入射到红色和绿色子像素上以及使第三光束不能入射到红色和蓝色子像素上。
文档编号G02B27/18GK1647147SQ03807609
公开日2005年7月27日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年4月1日
发明者B·鲁斯 申请人:索尼电子有限公司