专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于液晶显示器(LCDLiquid Crystal Display，以下简称LCD)的技术，尤其是关于增加LCD显示亮度的一种图像显示装置。
(2)背景技术最近，随着卫星和数字转播技术的正式发展，增加了人们对具有高亮度的大型画面显示器的需求和关心，同时，也增加了显示器的作用和对它的期待。
因此，最近，具有高亮度的显示器的技术开发也得到了很大发展。
图1是依据现有技术的LCD图像显示装置设备构成图。
如图1所示，依据现有技术的LCD图像显示装置由灯1、红色(RED)滤光器2、红色(RED)镜3、蓝色(BLUE)滤光器4、第1蓝色(BLUE)镜5、第2蓝色(BLUE)镜6、红色(RED)LCD7、绿色(GREEN)LCD8、蓝色(BLUE)LCD9、棱镜10、透射光学仪11、显示屏12构成。
如上所述构成的现有的LCD图像显示装置的基本运行情况如下。
灯1所发出的光线通过反射镜向一个方向聚集照射，上述被聚集的光线经红色(RED)滤光器2，透过红色光，并将绿色光和蓝色光反射，透过红色(RED)滤光器2的红色光通过红色(RED)镜3进行反射，照射到红色(RED)LCD7上，通过红色(RED)滤光器2反射的绿色光和蓝色光通过蓝色(BLUE)滤光器4透过蓝色光，并将绿色光反射出去，上述被反射的绿色光照射到绿色(GREEN)LCD8上。同时，上述透过蓝色(BLUE)滤光器4的蓝色光依次在第1蓝色(BLUE)镜5和第2蓝色(BLUE)镜6上反射后，照射到蓝色(BLUE)LCD9上。各红色、绿色、蓝色LCD(7、8、9)分别依据电信号来显示各自彩色图像，并将各彩色图像通过棱镜10进行合成。被合成的彩色图像通过透射光学仪11被扩大，并照射到显示屏12上，用户便可以看到被照射的图像。
图2是利用依据现有技术的平光束分光镜的LCD图像显示装置设备构成图。
在图2的构成中，微型平光束分光器(Polarizing Beam SplitterPBS)被安装在图1构成中的光1的前面。光1所发出的光线经过微型平光束分光器被转换成具有一个平光方向的光照射出去。
之所以进行如上所述构成的理由是对于LCD图像显示装置来说，应该使用平光，为了制造出上述平光，所以使用第1微型平光束分光器13。如果使用上述第1微型平光束分光器13，因为第1微型平光束分光器13所具有的特性，能够降低平光时所发出光量的减少量，从而提高上述的效率。
因此，上述微型平光束分光器是为了提高图像显示装置的效率而被使用的，其基本运行情况如图1所示。
如上述图1和图2所述的构成使用多个滤光器将从灯照射出来的光分离出颜色后，再进行合成，因此，它所存在的问题是必须依靠灯1来调节构成图像的红色、绿色、蓝色(R、G、B)各颜色光量的比率。
即，LCD图像显示装置所使用的灯的光谱如图3所示，绿色区域的光量最多，蓝色光和红色光区域(波长)光量小。具体地说，就是视觉度最小的蓝色光区域小，因此便产生了最黑的颜色区域。为了体现与输入图像信号相关的彩色图像，必须减少绿色和红色的光量，来与光量最小的蓝色光相协调，并与白色平衡相适应。
这种现有技术的方式并不完全使用灯所发出的所有光，而是以光量最小的颜色为标准，来调节红色、绿色、蓝色(R、G、B)的调合比率，因此存在着画面整体亮度低下的问题。
(3)发明内容本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种具有如下功能的图像显示装置解决LCD光源的红色、绿色、蓝色(R、G、B)光量不均衡，从而使有色图像亮度受到限制的问题，从而使用光源的全部光量，提高整个画面的亮度。
为了达到上述目的，依据本发明的图像显示装置是由以下各部分构成发光的灯；只允许上述灯所发出光中特定颜色的光线有选择地透过的多个滤光器；对上述有选择透过多个滤光器的光进行反射的多个镜子；发射出在上述灯所发出的光源中，与其他光量相比，光量相对不足那种颜色的光，并与上述透过多个滤光器的光相合成的附加光源装置；依靠电信号，将上述附加光源装置所合成的光和透过多个滤光器的光作为通过多个镜子的反射光分别显示图像的多个LCD；将上述多个LCD所发出的颜色进行合成，并使之按照一个方向照射的棱镜；对通过上述棱镜合成的图像进行扩大的透射光学仪；将通过上述透射光学仪扩大的图像显示出去的显示屏。
上述附加光源装置如果包括并由以下两部分构成比较理想发射出相关颜色光的辅助光源；将上述辅助光源所发出的光入射到其一个侧面上，并反射到其另一侧面上，使之与上述多个滤光器所入射的光合成的导光镜。
上述导光镜如果包括并由以下部分构成比较理想接收入射进来的辅助光源所发出光的入射面；与上述入射面具有一定倾斜度，并反射从入射面入射进来的光，改变其入射路径的倾斜面；将上述灯所发出的光反射为与上述倾斜面所射出的光具有相同方向的反射面。
上述导光镜的倾斜面如果与入射面成一定角度，使透过滤光器的光与导光镜内部所反射出来的光进行合成，并按同一方向照射的话比较理想。
上述导光镜如果是直角三角形或者是平行四边形或者是半圆形中的任意一种的话比较理想。
上述附加光源装置如果由以下部分构成比较理想发出相关颜色光的辅助光源；对上述辅助光源所发出的光和灯所发出的光有选择地进行平光的多个平光装置；透过或反射上述被进行平光处理的光，使之按一个方向照射的镜子装置。
上述平光装置如果使用微型平光束分光镜或者平光镜比较理想。
上述镜子装置由平光束分光镜构成比较理想。
上述附加光源装置如果由一个以上的附加光源装置构成比较理想。
本发明的效果如上所述，依据本发明的图像显示装置具有如下效果第一，利用LED对光量相对不足颜色的光进行补充，从而毫无损失地利用红色、绿色、蓝色(R、G、B)等各颜色灯光，增加画面的亮度。
第二，能够保证与彩色图像信号相应的正确彩色图像，使灯光源毫无损失。
第三，即使灯的特性改变了，也可以依据上述方式来补充不足部分的光量，从而不受灯特性的影响。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1是依据现有技术的LCD图像显示装置设备构成图。
图2是依据现有技术的利用平光束分光镜的LCD图像显示装置设备构成图。
图3是显示LCD图像显示装置光源灯的光谱图。
图4是利用依据本发明的发光二极管LED(以下简称LED)的LCD图像显示装置设备构成图。
图5a，5b是显示依据本发明的LED辅助光源合成方法图。
图6是依据本发明其它实施例的利用平光束分光器的LCD图像显示装置设备构成图。
图7是微型平光束分光器的详细图。
图8是依据本发明的LED排列阵的构成图。
附图中主要部分的符号说明1灯2红色(RED)滤光器3红色(RED)镜(mirror) 4蓝色(BLUE)滤光器5第1蓝色(BLUE)镜 6第2蓝色(BLUE)镜7红色(RED)LCD 8绿色(GREEN)LCD9蓝色(BLUE)LCD 10棱镜11透射光学仪 12显示屏13第1微型平光束分光器 14导光镜15LED 16倾斜面17反射面 18入射面
19灯光路 20LED光路21第2微型平光束分光器 22第3微型平光束分光器23平光束分光器 24LED排列阵25入射光(p波，s波) 26微型透镜27平光束分光器层 28P波光29S波光30半波长板31LED基板 32LED p层33LED发光层34LED n层35ITO层36反射层37电信号(5)具体实施方式
下面将参照附图，对依据本发明的图像显示装置的实施例进行详细说明。
图4是利用依据本发明的LED的LCD图像显示装置设备构成图。
如图4所示，本发明由以下各部分所构成作为光源的灯1；分离出光的颜色，允许红颜色光透过，并反射绿色光和蓝色光的红色(RED)滤光器2；允许蓝颜色光透过，并反射绿色光的绿色(BLUE)滤光器4；反射红颜色光的红色(RED)镜3；反射蓝颜色光的第1蓝色(BLUE)镜5；发出辅助光的LED15；将LED的灯和上述灯光合成，并传输的导光镜14；依据电信号，来显示图像的红色、绿色、蓝色(RED、GREEN、BLUE)LCD(7、8、9)；合成颜色，并使之以一个方向照射的棱镜10、扩大图像的透射光学仪11、将扩大的图像显示出去的显示屏12。
参照附图，对依据上述构成的本发明LCD图像显示装置详细说明如下作为光源的灯1所发出的光依靠反射镜照射到前面。上述照射的光经红色(RED)滤光器2通过红颜色光，并反射蓝色光和绿色光。上述被透过的红颜色光被红色(RED)镜3所反射，照射到红色(RED)LCD上。被上述红色(RED)滤光器2所反射的蓝颜色光和绿色光通过蓝色(BLUE)滤光器4，允许蓝颜色光透过，并反射绿色光。上述被反射的绿色光被照射到绿色(GREENLCD)8上。
被上述蓝色(BLUE)滤光器4所反射的蓝颜色光被第1蓝色(BLUE)镜5所反射，改变路径进行照射，并再次被导光镜14所反射，照射到蓝色(BLUE)LCD9上。
因为与其它颜色光相比，蓝颜色光的光量相对要少，位于上述导光镜14侧面的LED15便作为辅助光源发射出蓝颜色光，此蓝颜色光经过上述导光镜14被照射到蓝色(BLUE)LCD9上。即，上述导光镜14将经过反射照射出来的灯的蓝颜色光和上述LED15所照射出来的蓝颜色光合成后，照射到蓝色(BLUE)LCD9上。
图5a、5b是显示依据本发明的LED辅助光源合成方法图。
如图5a所示，导光镜由入射LED 15光的入射面18、反射面17和倾斜面16所构成。从上述第1蓝色(BLUE)镜5出来的蓝颜色光按照灯光路19照射，并被倾斜面16所反射后照射出来。排列在导光镜侧面的多个LED15所发出的蓝颜色辅助光入射到导光镜的入射面18上。上述LED15所发出的蓝颜色光如图5b所示被倾斜面16全部反射，并与反射面17反射出来的灯光路19以相同方向照射出去。
此时，调节导光镜倾斜面16的倾斜角度，便能使LED15所照射出来的蓝颜色光与上述灯所照射出来的蓝颜色光的方向一致。从而对上述灯所发出的蓝颜色光和作为辅助光源的上述LED15所发出的蓝颜色光进行合成，并以一个方向照射出去。
因此，上述导光镜的形态可以根据需要设置为直角三角型、平行四边形和半圆形中的任意一种。
通过如上所述的构成，为了全面使用灯发发出的红色、绿色、蓝色(R、G、B)各颜色光，以光量最大的绿色光为标准，辅助添加蓝颜色光，使各颜色光的比率相配。
图6是依据本发明其它实施例的利用平光束分光器的LCD图像显示装置设备构成图。
依据图6，本发明由以下部分构成作为光源的灯1及将灯光转变为一个平光方向的第1微型平光束分光器13和红色(RED)滤光器2；蓝色(BLUE)滤光器4；红色(RED)镜3；第1和第2蓝色(BLUE)镜(5，6)；产生辅助光的LED排列阵24；将LED排列阵24所发出的光转换为一个平光方向的第2微型平光束分光器21；依据平光方向有选择地反射或透过光的平光束分光器23；将光的平光方向转换为一个平光方向的第3微型平面束分光器22；红色、绿色、蓝色(RED、GREEN、BLUE)LCD(7、8、9)；棱镜10；透射光学仪11；显示屏12。
如上所述构成，参照附图对依据本发明的LCD图像显示装置的运行情况详细说明如下从作为光源的灯1所发出的光被反射镜反射到前面。照射的光被第1微型平光束分光器13变换为一个平光方向，并照射出去。
首先，参照附图，对上述微型平光束分光器说明如下图7是微型平光束分光器的详细图。
灯所发出入射光25未被统一为同一平光方向，而混合为P波和S波。上述入射光25被微型透镜26会聚到平光束分光器层27。
上述平光束分光器层27允许P波光28按原样透过，并被半波长板(halfwave plate)30将平光方向改变90度，变化为s波光29。
另一方面，平光束分光器层27将s波光29反射后照射出去，再反射到临近的平光束分光器层。
即，入射到第1微型平光束分光器13的光被完全转换为s波后照射出去。如果改变上述半波长板30的位置，也可以依靠相同方法将入射的光完全改变为p波。
总之一句话，第1微型平光束分光器13能将光转换为只有一个平光方向。
让我们再返回看一下图6，上述被进行平光处理的光经过红色(RED)滤光器2透过红颜色光，而反射绿色和蓝颜色光。被透过的红颜色光被红色(RED)镜3反射后，照射到红色(RED)LCD7上。被上述红色(RED)滤光器2所反射的绿色和蓝颜色光通过蓝色(BLUE)滤光器4透过蓝颜色光，并反射绿色光。上述被反射的绿色光被照射到绿色(GREE)LCD 8上。
被上述蓝色(BLUE)滤光器4所透过的蓝颜色光被第1和第2蓝色(BLUE)镜(5、6)所反射，改变光路径，照射到LCD方向。
如前面所述，蓝颜色光的光量相对较少，因此，要以光量最多的绿色光为标准，辅助追加蓝颜色光。
作为上述蓝色光的辅助光源而使用平光LED排列阵24。上述LED排列阵24所发出的蓝颜色光被第2微型平光束分光器21转换为一个平光方向(即P波)。
通过参照附图对此说明如下。
图8是依据本发明的LED排列阵的构成图如图8所示，LED基板31上叠加了LED p层32和LED n层34。上述LED p层32和LED n层34之间有发光的LED发光层33。上述LED p层32和LED n层34分别与作为透明电极的铟锡氧化物ITO(Indium Tin Oxide)层35相连接。
上述ITO层35根据外部电信号37向上述LED p层32和LED n层34加电压，并发出光来。
上述LED发光层33所发出的光分别按照上述LED基板31方向和ITO层35方向两个方向照射。但是，按照ITO层35方向照射的光被反射层36所反射，并按照相反方向进行照射，因此，LED所发出的光最终都按照LED基板31的方向照射出去。
透过上述LED基板31的光通过微型透镜26集束到平光束分光器层27。上述平光束分光器层27在透过S波光29后，被半波长板30改变90度的平光方向，以P波光28照射出去。上述平光束分光器层27将P波光28反射后，反射到临近的平光束分光器层27，并按原样照射出去。
即，LED所发出的光被第2微型平光束分光器21全部转换成P波光28。
因此，灯所照射出来的光被第1微型平光束分光器13转换为S波光，LED发出的光被第2微型平光束分光器21全部转换为P波光。
作为上述S波光的蓝色灯光和作为P波光的蓝色LED光被平光束分光器23合成，照射向LCD方向。
即，如果将平光束分光器23设定为允许S波光透光，并反射P波光的话，作为S波光的蓝色灯光便按原样透过上述平光束分光器23，作为P波光的蓝色LED光被平光束分光器23所反射，也以同样方向照射并合成，通过这种过程增加了增颜色光的光量。
上述合成的蓝颜色光通过第3微型平光束分光器22被再次转换为一个平光方向(即S波光方向或者是P波光方向)而进行照射。
最终，因为蓝色灯光的路径没有被切断，蓝色灯光被全部使用，并能与作为追加的LED辅助光源所发出的蓝颜色光合成使用。
通过这种方法，以绿色的灯光为标准，可以完全使用蓝色的灯光，并能与作为追加的LED辅助光源所发出的蓝颜色光合成使用。因此，能使灯光毫无损失地完全被使用，从而增加画面的亮度。
根据灯的特性，如果不是蓝颜色光的其它颜色光的光量相对较小的话，也可以使用上述方法，追加相关颜色的LED，并与上述内容一样使用所有灯光，使灯光亮无损失，使各颜色光相配。
同时，红色、绿色、蓝色(RED、GREEN、BLUE)LCD(7、8、9)可以依据电信号来显示各相关彩色图像。同时，各颜色LCD所显示的图像通过棱镜10可以合成为彩色图像。最后，通过投射透镜对图像进行扩大并照射到显示屏上进行成像，用户便可以在显示屏的前面或者后面观赏到图像。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种图像显示装置，其特征在于包括发光的灯；发射出在所述的灯所发出的光源中，与其他光量相比，光量相对不足那种颜色的光，并与透过多个滤光器的光相合成的附加光源装置；依靠电信号，将所述的在附加光源装置中合成的光和透过多个滤光器的光作为通过多个镜子的反射光分别显示图像的多个LCD。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于所述的附加光源装置由以下部分构成发出相关颜色光的辅助光源；将所述的辅助光源所发出的光入射到其一个侧面上，并反射到其另一侧面上，使之与所述的多个滤光器所入射的光合成的导光镜。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于所述的导光镜由以下部分构成接收入射进来的辅助光源所发出的光的入射面；与所述的入射面具有一定倾斜度，并反射从入射面入射进来的光，并改变入射路径的倾斜面；将所述的灯所发出的光反射为与所述的倾斜面所射出的光具有相同方向的反射面。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于所述的导光镜的倾斜面与入射面成一定角度，使透过滤光器的光与导光镜内部所反射出来的光合成，并按同一方向照射。
5.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述的导光镜是直角三角形或者是平行四边形或者是半圆形中任意一种。
6.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于所述的附加光源装置包括发出相关颜色光的辅助光源；对所述的辅助光源所发出的光和灯所发出的光有选择地进行平光的多个平光装置；透过或反射所述的经过平光处理的光，使之按一个方向照射的镜子装置。
7.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于所述的平光装置使用微型平光束分光镜或者平光镜。
8.如权利要求6所述的图像显示装置，其特征在于所述的镜子装置是平光束分光镜。
9.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于所述的附加光源装置是一个以上的附加光源装置。
全文摘要
本发明是关于一种图像显示装置，包括发光的灯；只允许灯所发出光中特定颜色的光线有选择地透过的多个滤光器；对多个滤光器的光进行反射的多个镜子；发射出在上述灯所发出的光源中，与其他光量相比，光量相对不足那种颜色的光，并与透过多个滤光器的光相合成的附加光源装置；依靠电信号，将附加光源装置所合成的光和透过多个滤光器的光作为通过多个镜子的反射光分别显示图像的多个LCD；将多个LCD所发出的颜色进行合成，并使之按照一个方向照射的棱镜；对通过棱镜合成的图像进行扩大的透射光学仪；将通过透射光学仪扩大的图像显示出去的显示屏。本发明能增加图像显示装置整个画面的亮度。
文档编号G02F1/13GK1763583SQ20041006730
公开日2006年4月26日 申请日期2004年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者朴赞英 申请人:南京Lg同创彩色显示系统有限责任公司