专利名称：在磷光体周围具有低折射率区域的显示屏的制作方法
技术领域：
本发明的实施例一般涉及显示屏，更具体地说，涉及提高这种显示屏的亮度和颜色纯度的系统。
背景技术：
电子显示系统一般用来显示来自计算机和其他来源的信息。典型的显示系统，其尺寸范围涉及用于移动设备的小显示器，到用于同时向成千上万观众显示图像的超大显示器，如拼接显示器。显示系统通常是依靠多种颜色的像素元件来形成图像的，其中每个像素元件可能包括一个或多个光生成磷光体，用来给图像的特定像素产生期望的合成颜色以及图像强度。由于亮度和对比度是显示系统的重要特征，因此，技术上有必要最大化每个光生成磷光体产生的光到观看者之间的传递，最小化从一个光生成磷光体发出的流失到相邻的发光磷光体的光量。
发明内容
本发明一个实施例阐明了一种显示设备，其可最大化从该显示设备中发光磷光体区域离开的光，并最小化从一个颜色的磷光体区域发出的并流失到相邻磷光体区域内的光。气体、液体或固体材料置于发光磷光体区域及相邻的结构件之间。所述气体、液体或固体材料可以是空气、聚合体、凝胶体、或可将发光磷光体区域与相邻的结构件光学分隔开的其他材料，且该材料的折射率实质上小于所述结构件和光产生磷光体区域的折射率。本发明的一个优点是，显示设备发出的极少量光被将光产生磷光体区域分隔开的相邻结构件吸收，其反而是被反射至观看者。因此，对于固定的输入功率水平，该显示设备的亮度要大于其中光产生磷光体区域发出的绝大部分光被结构件吸收的显示设备的亮度。 另一优点是，该显示设备中每个磷光体区域发出的极少量光被反射、折射或者被散射至该显示设备中的不必要区域，从而将该显示设备产生的图像的颜色纯度最大化。
所以，本发明的以上记载的特征可以被详细理解的方式，更详尽的关于本发明的描述(以上简单概述)，可以参照实施例得到，其中一些在附图中得以说明。然而，请注意附图仅是对本发明典型实施例的说明，因此不能作为对本发明保护范围的限制，本发明可以有其他等效的实施例。图1是根据本发明实施例的显示系统的透视示意图。图2是图1中的显示屏沿A-A的局部截面图。图3是根据本发明实施例的图2中所示间隙的放大图。图4是根据本发明实施例的显示屏的局部截面图，该显示屏在邻近磷光体区域处且在显示屏结构之间设置有低折射率间隙。图5是根据本发明实施例的图4中所示的低折射率间隙的放大图。
图6是根据本发明实施例的屏幕和激光模块的一种配置的示意图，其中由伺服光束产生伺服反馈光。为了清楚起见，适用时，附图中相同的部件使用了同一附图标记表示，且认为一个实施例的特征可以包含在其他实施例中，不再重述。
具体实施例方式图1是根据本发明实施例的显示系统100的透视示意图。显示系统100是基于光的电子显示设备，其配置为通过使用发光磷光体向观看者206产生视频和静态图像。例如， 显示系统100可以是激光磷光体显示器(LPD)，数字光处理(DLP)发光二极管(LED)，或其他基于磷光体的显示设备。在一些实施例中，显示设备100是布置成形成单个拼接显示屏的多个显示系统之一。显示系统100包括带有磷光体条纹202的屏幕201以及激光模块250，该激光模块 250用于产生一束或多束扫描激光束203来激发异幕201上的磷光体材料。磷光体条纹202 由不同颜色的磷光体条纹交替构成，例如红色、绿色和蓝色，其中选择颜色使得它们可组合成为白色光和其他颜色光。扫描激光束203为包括承载图像信息的光脉冲的调制光束，沿两个正交方向跨屏幕201扫描，如水平(平行于箭头208)及垂直(平行于箭头209)，以光栅扫描模式在屏幕201上为观看者206产生图像。在一些实施例中，扫描激光束203包含有不同颜色的可见激光束，这些可见激光束离散地照射屏幕201的各个像素元件以产生图像。在其他实施例中，扫描激光束203包含有不可见激光束，如近紫或紫外(UV)激光束，以其作为激发屏幕上的磷光体的激发光束。在这些实施例中，扫描激光束203直射由磷光体条纹202形成的离散的像素元件或作为离散像素元件的部分磷光体条纹202，磷光体条纹 202由发光材料制成，这些发光材料从扫描激光束203吸收光能来发出可见光并产生图像。 作为替代，扫描激光束203由混合的可见和不可见的激光组成。例如，蓝色激光可以用于在屏幕201上产生蓝色光，并且同样的蓝色激光可以用来激发在激发时能发出红色和绿色的光的磷光体。作为替代，UV激光器可以用来激发在激发时发出绿色光的磷光体，而且红色和蓝色激光器可用来直接在屏幕上产生红色和蓝色光。图2是图1中的显示屏201沿A-A的局部截面图。屏幕201包括颜色过滤器层 210，置于薄透明的基底240上的磷光体区域230，及支座间隔物220。颜色过滤器层210位于屏幕201面向观看者206的一侧，透明基底240位于屏幕201的相反侧，磷光体区域230 设置于如图所示的颜色过滤器层210和透明基底240之间。颜色过滤器层210为薄基底，如Imm的玻璃基底，其可以配置有过滤器元件210R、 210G和210B，每个过滤元件透过一种特定颜色的光。在一些实施例中，颜色进滤器层210在结构上是刚性或半刚性板，并且在其他实施例中，颜色过滤器层210是被屏幕201的其他结构元件定位的相对柔性基底或片。在图2所示的实施例中，颜色过滤器层210包括红、绿和蓝过滤器元件，其位置与相应的红、绿或蓝磷光体区域230对齐，分别以R、G和B表示。过滤器元件210R、210G和210B可以在屏幕201装配之前在颜色过滤器层210的必要部分使用光刻工艺形成。在图2所示的实施例中，过滤器元件210R、210G和210B配置为细长条带 (垂直于纸面)，像磷光体区域230和支座间隔物220那样，跨屏幕201垂直延伸，即，平行于图1中箭头209的方向。
支座间隔物220将磷光体区域230相互分隔开，并防止颜色过滤器层210接触到磷光体区域230。这样，支座间隔物220在每个磷光体区域230周围形成间隙沈0。支座间隔物220的一种示例性材料是感光树脂。感光树脂可用作基底的可成像光刻胶层，如颜色过滤器层210或其他平面结构件，并有选择地暴露于必要的光能下，如UV光。经过适当的模具成型后，能够在基底上的预期区域中形成支座间隔物220，而其余的光刻胶层被移除。 如图所示，支座间隔物220可形成为成角度的壁，即不垂直于透明基底240或颜色过滤器层 210。在一些实施例中，支座间隔物220可配置为位于磷光体区域230之间的细长条带。在一个实施例中，支座间隔物220及其形成的间隙260具有50到100微米的高度225。磷光体区域230由磷光体条纹202形成，且配置成被例如扫描激光束203的激发光束激发时，发出一个颜色的光。这样，屏幕201的每一个像素元件可包括一个或多个磷光体区域230，其中每个磷光体区域230作为更大像素元件的子像素。图2所示的实施例中， 像素元件的一个维度，即像素宽度233，是由三个磷光体区域230的宽度限定的，而其正交维度，即出离纸面或垂直，是由激发激光束的光斑尺寸所限定的。在该实施例中，由于磷光体条纹202为连续条纹，每个像素元件的垂直位置并不固定，并且可以通过调整激发激光束照射每个磷光体条纹202的垂直位置来根据需要选择。在其他实施例中，支座间隔物220 可以限定每个磷光体区域230的两个维度，因而磷光体区域230在各个方向都被以网格模式形成的支座间隔物220将其与相邻的磷光体区域分隔开。在一个实施例中，每个磷光体条纹202之间都间隔500微米到550微米的间距，因而屏幕201上的像素元件的像素宽度 233大概在1500微米数量级。在其他实施例中，每个磷光体条纹202之间都间隔约180微米到220微米的间距，因而屏幕201上的像素元件的像素宽度233大概在600微米数量级。 在其它的实施例中，屏幕201的像素元件可以包括分隔开的磷光体区域，而不是部分磷光体条纹202。例如，每个子像素可以是一个离散和独立的磷光体点，或者一个矩形的特殊发光磷光体材料。透明基底240是薄的半刚性材料，其对UV和可见光是透明的，且其折射率与磷光体区域230的折射率较接近。由于透明基底240的折射率选择为近似等于磷光体区域230 的折射率，因而透明基底240与磷光体区域230光耦合，并且离开磷光体区域230的光能穿过透明基底对0，而非在透明基底240和磷光体区域230之间的界面上反射。透明基底240 的其他有益特征包括具有低热膨胀系数及低湿气吸收，易制成薄层。并且，透明基底240最好由不易碎的、暴露在UV光下不会分解的、不会随显示系统100的使用寿命而褪色的材料组成。在一些实施例中，透明基底240包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层，其可以最大限度地满足上述条件。如下述详细描述的那样，透明基底240配置为越薄，屏幕201的亮度越高。在一个实施例中，透明基底240包括6微米或更小的厚度的PET层。激光模块250(如图1所示)通过将扫描激光束203照向磷光体条纹202和调制扫描激光束203以将预定量的光传递给屏幕201的每个磷光体区域230，而在屏幕201上形成图像。每个磷光体区域230由扫描激光203选择性激光激发创建的可见光的发射输出形成预期的图像的光。从磷光体区域230发出的光的一部分会入射在支座间隔物220上，支座间隔物220可以吸收和/或透射所述的光，这取决于形成支座间隔物220的材料以及所述光相对于支座间隔物220表面的入射角度。透射来自磷光区230的入射光到相邻磷光体区域会使来自不同磷光体区域的颜色混合，从而降低图像的颜色纯度，而吸收上述光又会减少最终到达观看者206的光量。本发明的实施例计划使用低折射率材料置于磷光体区域 230及支座间隔物220之间的间隙沈0中。间隙沈0中低折射率材料的存在可以最小化支座间隔物220吸收和/或透射由磷光体区域230发出的光，从而使磷光体区域230发出的光更多地传播通过颜色过滤器层210而到达观看者206。在相邻的磷光体区域230设置如间隙沈0的低折射率区域的一个优点是，支座间隔物220的材料的选择会更为简单。由于不必考虑间隔220对发射光231的可能波长的反射系数，支座间隔物220所用材料的选择可以基于结构或其他要求来考虑，包括强度，韧性及可制造性。图3是根据本发明实施例的图2中所示间隙260的放大图。如图所示，间隙260位于磷光体区域230A、支座间隔物220及颜色过滤器层210之间。为了最小化从支座间隔物 220吸收和/或透射的光，间隙260是折射率同时低于磷光体区域230和支座间隔物220的折射率的屏幕201的区域。间隙260可以是空气填充间隙。作为替代，间隙260可以填充固态或半固态材料，所述材料具有合适的比磷光体区域230及支座间隔物220低的折射率， 比如凝胶层或聚合体。由于间隙沈0的折射率比支座间隔物220低，几乎所有入射在支座间隔物220上的由磷光体区域230发出的发射光231都将被反射，而不是被支座间隔物220 吸收或透射。入射支座间隔物220的发射光231中，只有在支座间隔物220表面的入射角大于法线方向的阈值角的发射光231才会被吸收或透射，所述的阈值角一般只有大约1到 2度。另外，光从间隙232进入间隙沈0，如来自扫描激光束203的激光，更有可能被支座间隔物220反射并最终被磷光体区域230A吸收。需注意的是，相对于磷光体区域230和支座间隔物220的大小，间隙沈0可能是个相对小的间隙，但其也能发挥预期的作用。例如，只要间隙232至少与发射光231的波长相当，那么发射光231就会如图示那样从支座间隔物 220反射。因为当透明基底240配置为相对薄的结构元件时，其可以减少被透射到屏幕201 的不必要的区域的由磷光体区域230A发出的光，使得异幕201的图像亮度被进一步加强。 如图3所示，磷光体区域230A发出的光线310在进入透明基底240的材料时经历了全内反射(TIR)。这样，即使光线310—开始偏离了观看者206发射，光线310也会通过TIR重定向，从而使得光线310的返回路径朝向观看者206而不会进入相邻的子像素。最有可能在透明基底MO的材料内经历TIR的光一般具有与透明基底240基本上平行的方向分量，从而会被透射到屏幕201的不必要区域，如进入到相邻的支座间隔物220或相邻的磷光体区域230B。然而，由于透明基底240配置成比磷光体区域230的厚度301相对薄的结构元件， 光线310的水平行程302又相对短，因而不太可能会转向相邻的间隔物元件220或屏幕201 的其他不必要区域。相反，如果透明基底240配置有较大的厚度，如具有与磷光体区域230 的厚度301基本上相同的厚度303，光线310的水平行程302是磷光体区域230的宽度的重要部分，从而助长了光线310耦合进入相邻间隔物元件220中以及磷光体区域230发出的光能的重大损失。因此，在一些实施例中，透明基底240的厚度303被选择为小于磷光体区域230厚度301的三分之一。在其他实施例中，透明基底240的厚度303被选择为6微米或更小。在一些实施例中，间隔物元件220设置有与磷光体区域230的侧壁235不平行的侧壁221。在这些实施例中，只有当间隔物元件220和磷光体区域230之间的间隙232由于制造过程中的变化而没有正确形成时，侧壁221和侧壁235之间的线接触才会发生，从而使间隔物元件220和磷光体区域230相接触。在这种情形下，如果侧壁235和221互相平行， 则在间隔物元件220和磷光体区域230之间的光耦合会容易发生，从而导致磷光体区域230 发出的大量的光可能不期望地进入间隔物元件220中。在一些实施例中，侧壁221也可以设置为将磷光体区域230发出的发射光231直接反射至观看者206。例如，如图3所示，侧壁221形成与透明基底240成钝角的角度以将发射光231更多地反射至观看者206，而不是反射至间隙沈0的中间区域。在一些实施例中，侧壁221形成为比图3所示的更大的钝角。需注意的是，随着角222的增加，支座间隔物220的宽度也在增加，从而增加支座间隔物220的宽度以及有效地降低屏幕201的亮度。这样，在增加屏幕201的亮度时就要在增大角222来反射更多的发射光231以及减小角222来减小支座间隔物220的宽度之间取得一个平衡。本领域技术人员根据这里提供的描述可以容易地优化角222使屏幕201的亮度最大化。在一些实施例中，显示屏配置为通过置于邻近磷光体区域的低折射率区域，将屏幕中磷光体区域发出的光更多地引向观看者206。图4是根据本发明实施例显示屏401的局部截面图，该显示屏在邻近磷光体区域230处并在显示屏401构件之间设置有低折射率间隙460。显示屏401与上述屏幕201的组织及操作基本相同，不同的是多了反射层470和置于反射层470及透明基底240之间的低折射率间隙460。低折射率间隙460是屏幕401中折射率低于屏幕401的周围结构的区域，以使被吸收和/或远离观看者206透射的光最小化。图4所示的实施例中，低折射率间隙460置于透明基底240及反射层470之间，并且其折射率远小于透明基底240和反射层470的折射率。低折射率间隙460可以为充气间隙，或填充固态或半固态材料，所述材料具有合适的比透明基底240及反射层470低的折射率，如凝胶层或聚合体。参照上述关于间隙260及支座间隔物220的描述，由于填充低折射率间隙460的物质具有比反射层470小的折射率，因此几乎所有从磷光体区域230发出的入射在反射层470上的发射光431都会被反射，而不是通过反射层470吸性或透射。另外，由于反射层470包含有下面将描述的反射材料471， 因此即使入射的发射光431基本上垂直于反射层470表面，其也会被反射回观看者206，从而加强屏幕401的亮度。作为屏幕401的结构层的反射层470是薄基底，如玻璃基底，将可见光及UV光反射至磷光体区域230及观看者206，其与透明基底240有一定间隔从而限定出低折射率间隙 460。在一个实施例中，反射层470是刚性结构基底，并包括反射材料471，如多层光学膜，其传播沿方向430的UV光，并反射沿方向440的UV和可见光。这样，反射层470允许扫描激光束203中包含的UV光能进入屏幕401的子像素，同时反射发射光431以及未被磷光体区域230吸收的散射在屏幕401内的UV光。在一个实施例中，反射材料471是非常薄的共型压膜。更具体地说，多片不同折射率的膜被层压或熔合在一起构成复合片以用作二向色层 (dichroic layer)。在一些应用中，多层两种不同折射率的材料可以通过以交互方式放置两种材料形成复合膜叠层。在其他应用中，三种或更多种不同折射率的材料可以堆叠在一起形成复合膜叠层。用作二向色层的这种复合片本质上是光学干涉反射体，其透射用于激发可发出彩色可见光的磷光体材料的激发光(如UV光)，并反射彩色可见光。用于第二二向色层的复合片可作为上述第一二向色层的补充其透射所述磷光体发出的彩色可见光，反
8射激发光(如UV光)。这样的复合片可以由有机材料、无机材料或有机材料和无机材料的组合物制成。所述多层复合片可以是刚性的或柔性的。柔性的多层复合片可以由聚合体、非聚合体材料或聚合体和非聚合体材料制成。示例性的膜包括聚合体和非聚合体材料，如美国专利6010751和6172810中所述，上述专利的全部内容通过参考作为本申请说明书的一部分。用于所述复合膜的全聚合体结构可以提供生产和成本的效益。如果具有高透光度和大折射率差异的高温聚合体被用于干涉滤光片，则薄和软的在环境中稳定的滤波器可以制成符合短通(SP)和长通(LP)滤波器的光学需求。特别地，美国专利No. 6531230中公开了能够在非常薄且低成本制成的复合层组中占大面积区域、提供精确波长选择的共型压多层干涉滤波器。所述美国专利No. 6531230的全部内容通过参考作为本申请说明书的一部分。 应用高折射率差异的成对聚合体允许非常薄且高反射的独立式镜面结构，即不需要基底就能轻易处理制成大屏幕。这种复合片作为一块多层光学膜(MOF)，包括如PET和C0-PMMA交互层用于展示适于本发明的屏幕应用的垂直入射反射带。举个例子，使用3M公司的聚酯型多层膜制成的加强镜面反射片(ESR)可以配置为本发明产生期望的二向色反射和透射带。 关于多层膜的各种特征的例子在美国专利No. 5976424，No. 5080467和No. 6905220中均有提及，上述专利均通过参考作为本申请说明书的一部分。低折射率间隙460的厚度461 (如图5中所示)由一个或多个位于反射层470和透明基底240之间的支座元件465限定。厚度461可以大到与磷光体区域230的厚度301 相等，也可以小到与发射光431的一个波长相等。为了使发射光431的水平方向传播最小， 厚度461要做得尽可能小。图5描述了非常窄的低折射率间隙460的好处。图5是根据本发明实施例的图4中所示的低折射率间隙460的放大图。对光线531而言，当低折射率间隙460较窄时，如基本上比磷光体区域230的厚度301薄，即使光线531具有基本上平行于反射层470的方向分量，光线531在低折射率间隙460中的水平方向传播502也会最小化。 因此，很少的发射光431会被射入屏幕401的不必要区域，如射入支座间隔物220。当离开磷光体区域230的发射光431方向基本上平行于反射层470时也成立。这样，在实际上没有发射光431被光耦合到支座间隔物220的情况下，屏幕401的颜色纯度由于一个磷光体区域230发出的彩色光没有流失到其相邻的磷光体区域230中而得以提高。并且不论从磷光体区域230发出时的初始方向如何，因为几乎所有的发射光431都从屏幕201面向观看者的一侧出射，从而也提高了屏幕401的图像亮度。另外，低折射率间隙460的窄配置使更多的UV光或其他激发光入射到期望的磷光体上，生成更多的从观看者侧206出射的可见光，因为所述激发光很有可能在期望的子像素磷光体内反射直到被子像素中区域230内的磷光体颗粒吸收。支座元件465是配置为限定且维持低折射率间隙406的均勻性和厚度的间隔构件。支座元件465由对可见光及UV光透明的材料组成，且在屏幕401施加的压力下保持空间大小稳定。支座元件465的其他期望的特征还包括低湿气吸收、长时间暴露在UV线下不易发生光学和机械分解。在一些实施例中，支座元件465关于磷光体区域230随机布置，以防止图案结构影响和其它可见制品被观看者206看到。在其它实施例中，支座元件465置于低折射率间隙 460内的特定区域，其中观看者206很难发现这些结构元件的存在。例如，在一些实施例中， 支座元件465只置于蓝色磷光体区域230附近，因为绿色光与人眼的感光峰值一致，由间隔物元件465引起的绿色光的变化更容易被察觉。在其它实施例中，支座元件465置于支座间隔物220附近，因为支座间隔物220是很少发射光的区域。在一些实施例中，支座元件465 也可设置为屏幕401的结构件，来加强构成屏幕401的各层之间的结合。在一些实施例中， 支座元件465包含有粘性涂层，以将反射层470机械性地耦合至透明基底M0。附图1-5中显示系统100描述为LPD，但是其它基于光的电子显示设备如果配置成使用发光磷光体生成图像，也能受益于本发明的实施例。在一些实施例中，显示系统包括伺服控制机构，该伺服控制机构基于通过光学扫描部件来扫描整个屏幕的伺服光束，该光学扫描部件与扫描扫描激光束203穿过屏幕201 的光学扫描部件相同。所述伺服光束用来为如扫描激光束203的扫描激发光束提供伺服反馈控制，以保证在显示系统100正常操作期间的正确的光学校直以及精确的光脉冲传送。 在这样的实施例中，所述伺服光束与扫描激光束203的光波长是不同的，例如，所述伺服光束可以是红外(IR)光束，并且屏幕201配置为反射该伺服光束以产生伺服反馈光。图6是根据本发明实施例的屏幕201和激光模块250的一种配置的示意图，其中由伺服光束703提供伺服反馈光832。激光模块250包括如所示配置的信号调制控制器 720，激光器阵列810，中继光学模块730，镜面740，多边形扫描器750，成像透镜755，显示处理器及控制器790，以及一个或多个光辐射伺服检测器820。这里描述的基于激光的显示技术和系统的某些实现使用至少一个扫描激光束以激发沉积在屏幕上的颜色发光材料来生成彩色图像。调制扫描激光束，使得其承载红、绿和蓝色或其它可见颜色的图像，并且控制扫描激光束，对于红、绿和蓝色的图像，分别使得激光束激发红、绿和蓝色的颜色发光材料。因此，扫描激光束承载图像，但是不会直接生成对观看者可见的光。相反，屏幕上的颜色发光荧光材料吸收扫描激光束的能量，并且发送红、 绿和蓝或者其它颜色的可见光以生成观看者可视的真实的彩色图像。激光器阵列810包括多个激光器，如5个，10个，20个或更多，其产生多个扫描激光束203同时对屏幕201进行扫描。另外，激光器阵列810包括一用于产生伺服光束802 的激光二极管，所述伺服光束为扫描激光束203提供伺服反馈控制。在一个实施例中，激光器阵列801中的激光器是产生波长为400到450纳米的光的紫外(UV)激光器。信号调制控制器720控制并调制激光器阵列810中的激光器，以使扫描激光束203 被调制有适当的输出强度以在屏幕201上产生期望的图像。信号调制控制器720可以包括产生激光调制信号721的数字图像处理器。激光调制信号721包括三个不同颜色通道并用于调制激光器阵列810中的激光器。在一些实施例中，所述激光器的输出强度是通过改变激光二极管的输入电流或者输入功率来调制的。中继光学模块730，镜面740，多边形扫描器750，以及成像透镜755 —起，将扫描激光束203及伺服光束802传递至屏幕201，且以光栅扫描方式在水平及垂直方向上扫描所述光束穿过屏幕101以产生图像。中继光学模块730位于扫描激光束203和伺服光束802的光路中，其配置为将扫描激光束203变型为期望的点状形并使扫描激光束203变为一捆紧密间隔排列的有些平行的光束。镜面740是能够快速并准确地旋转至所期望的方向的反射镜片，如检流计反射镜，微电机系统(MEMQ反射镜等等。镜面740将中继光学模块730送来的扫描激光束203及伺服光束802传递至多边形扫描器750，所述镜面740的方向部分决定了扫描激光束203及伺服光束802在屏幕201上的垂直方向上的定位。多边形扫描器750是可旋转的，多面光学元件，具有多个反射面751，如5到10个，其将扫描激光束203及伺服光束802通过透镜755传递至屏幕201。多边形扫描器750的旋转使扫描激光束203 水平地扫过屏幕201的表面，并进一步限定扫描激光束203在屏幕201上垂直方向上的定位。成像透镜755设计为将每一束扫描激光束203传递至屏幕201上接近间隔的像素元件。 操作时，镜面740的位置及多边形扫描器750的旋转水平和垂直地扫描扫描激光束203和伺服光束802穿过屏幕201，以使屏幕201的所有的像素元件按期望被照亮。显示处理器和控制器790配置为执行激光模块250和显示系统100的控制功能及其它管理操作。所述功能包括接收所要产生的图像的图像数据，提供图像数据信号791到信号调制控制器720，提供激光控制信号792给激光器阵列810，产生扫描控制信号以控制和同步多边形扫描器750和镜面740，以及执行校准功能。显示处理器和控制器790可以包括一个或多个合适地配置的处理器，包括中央处理单元(CPU)，图像处理单元(GPU)，现场可编程门阵列(FPGA)，集成电路(IC)，专用集成电路(ASIC)，或者片上系统(SOC)，值得一提的是，所述显示处理器和控制器790可以按要求为显示系统100的适当操作执行软件应用程序。根据本发明的实施例，显示处理器和控制器790还可以包括一个或多个输入/输出(I/O)设备，以及存储控制正常和校难操作的指令的任何适当配置的存储器。适合的存储器包括随机存取存储器(RAM)模块，只读存储器 (ROM)模块，硬盘，和/或闪存设备等。图6所述的实施例中，屏幕201包括设于屏幕201上的反射伺服参考标记850，其将伺服光束802从屏幕201上反射以作为伺服反馈光432。一个或多个光辐射伺服检测器 820检测伺服反馈832并将伺服检测信号821传递至显示处理器及控制器790处理。更详细的配备有伺服光束的基于LPD的显示系统的描述可参考公开号为2010/0097678的美国专禾[I串i青，题巨是"Servo Feedback Control Based on Designated Scanning Servo Beam in Scanning Beam Display Systems with Light-Emitting Screens，，，申请日 2009 年 12 月21日，在此通过参考而包含。总而言之，本发明的实施例提供了一种显示设备，它能将显示设备中离开发光磷光体区域的光最大化，并且使从一个颜色的磷光体区域发出的光最小化流失到相邻的发出不同颜色光的磷光体区域。本发明的优点包括提高显示屏的亮度及增加显示屏的颜色纯度。虽然前述仅是本发明的实施例，在不脱离本发明的基本范围之下可以设计本发明的其他实施例以及进一步的实施例，所述本发明的范围由下述权利要求界定。
权利要求
1.一种显示设备，包括光学模块，包括一个或多个激光器，所述一个或多个激光器产生一个或多个光学激发光束的激发光，所述激发光调制为承载承载图象的光学脉冲，所述光学模块以二维模式将激发光扫描到显示屏上，以将所述光学脉冲传递至显示屏上的不同位置以显示图像； 显示屏，包括多个磷光体区域；以及间隔物元件，配置为分隔磷光体区域，其中，所述激发光进入第一显示屏侧，且来自所述磷光体区域的光从第二显示屏侧发出；其中，第一区域把第一和第二间隔物元件与磷光体区域相隔开；其中，所述磷光体区域在所述第一及第二间隔物元件之间；其中，所述第一区域的折射率实质上小于间隔物元件和所述磷光体区域的折射率。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述第一区域包括真空、空气、聚合体以及凝胶体中的一个。
3.如权利要求1所述的显示设备，进一步包括第一透明层，其中所述第一区域位于相邻的间隔物元件、所述磷光体区域以及第一透明层之间。
4.如权利要求3所述的显示设备，其中所述第一透明层包括配置为颜色过滤器层的基底。
5.如权利要求3所述的显示设备，其中所述第一区域的一第一部分位于磷光体区域及所述第一透明层之间。
6.如权利要求3所述的显示设备，进一步包括透明基底，所述磷光体区域设置于该透明基底上。
7.如权利要求6所述的显示设备，进一步包括支座元件，其放置为限定所述磷光体区域及第二层之间的第二区域，所述第二区域的折射率实质上小于所述第二层及所述磷光体区域的折射率。
8.如权利要求1所述的显示设备，进一步包括支座元件，其放置为限定所述磷光体区域及第二层之间的第二区域，所述第二区域的折射率实质上小于所述第二层及所述磷光体区域的折射率。
9.如权利要求8所述的显示设备，其中所述支座元件位于所述磷光体区域附近。
10.如权利要求8所述的显示设备，其中所述支座元件位于多个间隔物元件之一附近。
11.如权利要求8所述的显示设备，其中所述第二区域限定在所述第二层、所述支座元件附近的所述磷光体区域及不在所述支座元件附近的至少一个磷光体区域之间。
12.如权利要求8所述的显示设备，其中所述第二区域包括真空、空气、聚合体以及凝胶体中的一个。
13.如权利要求8所述的显示设备，其中所述第二层包括反射层，所述反射层配置为反射由所述多个磷光体区域发出的可见光。
14.如权利要求8所述的显示设备，其中所述第二区域的厚度小于所述磷光体区域的厚度。
15.如权利要求8所述的显示设备，其中多个支座元件相对于所述磷光体区域随机地放置。
16.如权利要求8所述的显示设备，其中多个支座元件位于一个或多个蓝色磷光体区域附近。
17.如权利要求8所述的显示设备，其中所述支座元件包括细长条带。
18.如权利要求8所述的显示设备，其中所述支座元件包括配置为将所述显示设备的各层机械地耦合的粘合剂。
19.如权利要求1所述的显示设备，其中所述间隔物元件包括细长条带。
20.如权利要求1所述的显示设备，进一步包括透明基底，所述磷光体区域设置于该透明基底上。
21.如权利要求20所述的显示设备，其中所述透明基底对于可见光和紫外光基本上是透明的。
22.如权利要求20所述的显示设备，其中所述透明基底的厚度小于所述磷光体区域厚度的约三分之一。
23.如权利要求20所述的显示设备，其中所述透明基底包括聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)膜。
24.如权利要求20所述的显示设备，其中所述透明基底是多孔的。
全文摘要
具有磷光体区域的显示屏，其通过气体、液体或固体物质将离开磷光体区域的光最大化，所述物质位于光产生磷光体区域及配置为分隔所述光产生磷光体区域的间隔物元件之间。所述气体、液体或固体物质可以是空气，聚合体，凝胶体或其它将间隔物元件和光产生磷光体区域光学分隔的材料，该材料的折射率远小于所述间隔物元件及光产生磷光体区域的折射率。
文档编号G02B26/10GK102289069SQ20111020946
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者D·金德勒, J·L·里特, S·A·布科索夫 申请人:普雷斯姆股份有限公司