一种量子点液晶投影仪的制作方法

本技术属于投影显示领域，尤其是高色域投影系统。

背景技术：

1、目前投影技术通常分为液晶显示(liquid crystal display，lcd)或者数字光处理(digital light processing，dlp)两种。其中由于dlp机械系统稳定性不足，易受到震动影响。液晶投影因为液晶面板的高分辨率、成熟稳定的成像控制系统，目前成为市场主流。然而，由于液晶投影通常采用白光led或高压汞灯等作为背光光源，其色域效果均不理想。

2、为了提升投影仪的色域，cn216561382u、cn106908995a和cn206209270u均公开了一种利用量子点色轮的dlp型投影成像系统。cn213957823u和cn212460299u公开了一种采用量子点的lcd投影成像系统，其中cn213957823u采用在led上直接加上量子点模块阵列，cn212460299u在led上直接加上一层量子点膜，此两种模式均会导致量子点膜处于极高温度下(可超过200摄氏度)，量子点膜性能衰退严重，寿命急剧衰减，不具备现实可能性。cn212460299u进一步提出亦可将量子点膜加在棱镜与振镜之间，或在振镜与镜头之间，此方法未考虑到量子点膜发光的各向同性特点，一半光将会反向射出，造成投影仪成像亮度的急剧衰退。

技术实现思路

1、基于以上背景，本实用新型提出了一种新型量子点技术应用形态，在不损失亮度、不提高成本、保证可靠性的基础上来提高lcd型投影的色域效果。

2、本实用新型提出了一种量子点液晶投影仪，包括：一种大功率led芯片1，通过一个反光杯2，将出射光全部投影到密封在反光杯出口的量子点膜3上，从量子点膜上射出红绿蓝三色分立的纯正白光，再经过透镜4光学整形、紫外红外截止膜5照射到lcd屏幕6上，通过控制系统10控制lcd显示画面，再透过透镜7、反光片8、投影镜头9射出到荧幕上。

3、其中，led芯片1为大功率蓝色led灯珠或阵列11，通过保证足够功率，保证最终投影的亮度。

4、在其中的一个实施例中，蓝色led11上可以密封一层透明的封装胶12，这样从11中射出的是纯正蓝光，蓝光配合量子点膜3为红绿量子点膜。蓝光经过红绿量子点膜层，一部分被吸收转化为红光，一部分被吸收转化为绿光，一部分透射而过。红绿蓝三色光混合成红绿蓝发光峰窄而纯的纯正白光。

5、量子点膜3由上下两层基材14和中间的量子点层构成，14可以是pet、覆盖有水氧阻隔层的pet、或其他类似透明基材构成。

6、可选地，红绿量子点膜层可以为17，即绿色量子点15和红色量子点16混合均匀分布在树脂中。

7、可选地，红绿量子点膜可以为红色量子点膜18和绿色量子点膜19复合，其中18靠近反光杯2一侧。

8、在其中的一个实施例中，蓝色led11上可以密封一层含有红色荧光粉的封装胶13，这样从11中射出的是紫光，紫光配合量子点膜3为绿色量子点膜19。蓝光经过红色荧光粉的密封胶层，一部分被吸收转化为红光，一部分透射而过，混合效果为紫光。经过反光杯后照射到绿色量子点膜19上，紫光中一部分蓝光被吸收转化为绿光，一部分蓝光透射而过，红光无法被绿色量子点膜19吸收全部透射而过，红绿蓝三色光混合成红绿蓝发光峰窄而纯的纯正白光。

9、上述列出了单lcd屏的量子点投影仪结构图，多lcd屏的量子点投影仪采用原理与此类似，在上述紫外红外截止膜后，将单屏全彩lcd屏6更改为分色镜21-23、反射镜8、单色lcd屏24-26、合光镜27等，亦在本专利的保护范围之内。

10、在上述方法中，插入其他光学部件，如加入偏振分光棱镜改善偏光、增加透镜减少光散射等，应视为在本方法基础上所做改善，亦在本专利的保护范围之内。

11、在本实施方法中，采用不同类型的量子点材料应视为在本方法基础上所做改善，亦在本专利的保护范围之内。

12、在本实施方法中，将量子点膜替换为量子点扩散板，其仅为结构3中封装基材之不同，应视为与本方法一致，亦在本专利的保护范围之内。在本实施方法中，插入散热模块、风扇等应视为在本方法基础上所做改善，亦在本专利的保护范围之内。

13、本实用新型的有益效果

14、通过采用量子点膜，可以保证lcd所接收到的白光为红绿蓝三原色分立的纯正白光，这样经过lcd射出的图像，色域可以由普通lcd投影仪额度ntsc70％提升至ntsc110％以上。

15、将量子点膜固定于反光杯的出光口，一可以将量子点膜与高温的led间隔开，保证量子点膜上的温度在70度以下，保证其正常的荧光性能，避免高温下损坏，二量子点膜发出的荧光是各向同性光，其中一半返回到反光杯中，会被反光杯再次反射从荧光膜射出，保证了从量子点膜射出的光强，三采用同等功率的led芯片，因为量子点具有90％以上的绝对荧光量子产率，相比普通led荧光粉，发光效率得到巨大提升，所以其具备更高的亮度，可以提升整体投影的显示效果。

16、采用多屏单色屏lcd，可以省去滤光层，将可利用亮度提升至全彩单屏的三倍以上，开口率、分辨率、能量转换效率亦均得到进一步提升。

17、因此本实用新型，在保证量子点提升色域的基础上，在相比现有解决方案，寿命稳定性得到保障，亮度亦有所提升，而成本低廉，实用性更强。

技术特征：

1.一种量子点液晶投影仪，包括：大功率led芯片、封装胶层、反光杯、量子点膜、透镜组合、紫外红外截止膜、全彩lcd屏、透镜、反光片、投影镜头、控制系统、偏振分光棱镜、分色镜、合光镜、单色lcd屏，采用量子点膜将led光转换为红绿蓝三色分立的白光，其特征在于，所述量子点膜与led芯片间隔反光杯，所述量子点膜紧贴密封于反光杯出口处。

2.根据权利要求1所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述大功率led芯片为蓝光芯片加上透明封装胶，所述量子点膜为红绿量子点膜。

3.根据权利要求2所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述的红绿量子点膜为红色量子点层、绿色量子点层分层排列，夹封于上下两片透明基材中，其中红色量子点层靠近于反光杯一层，红色量子点层和绿色量子点层中间直接相连，或以一片透明基材或透明光学层间隔。

4.根据权利要求1所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述大功率led芯片为蓝光芯片加上含红色荧光粉的封装胶，所述量子点膜为绿色量子点膜。

5.根据权利要求4所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述的绿色量子点膜为绿色量子点均匀混合分散于固化树脂，夹封于上下两片透明基材中。

6.根据权利要求1所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述lcd屏为全彩lcd屏，通过单屏完成全部成像。

7.根据权利要求1所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，所述lcd屏为单色lcd屏，通过三种红绿蓝单色屏组合，完成全部成像。

8.根据权利要求6所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，光源由led发出，经过反光杯、量子点膜、光学棱镜、透镜组合后，经过依次经过蓝色、绿色、红色分色镜分出蓝、绿、红光，入射于单色lcd屏上。

9.根据权利要求7所述的量子点液晶投影仪，其特征在于，蓝、绿、红单色光源于单色lcd屏发出后，无需滤光层，经过合光镜，重新组合成为全彩影像，入射于投影透镜之中。

技术总结
一种量子点液晶投影仪，包括：大功率LED芯片、封装胶层、反光杯、量子点膜、棱镜透镜组合、紫外红外截止膜、全彩LCD屏、透镜、反光片、投影镜头、控制系统、偏振分光棱镜、分色镜、合光镜、单色LCD屏等。采用量子点膜将蓝色LED光转换为红绿蓝三色分立的纯正白光，大大提高LCD投影仪的色域。量子点膜与LED芯片间隔反光杯，紧贴密封于反光杯出口处，保证量子点膜低的工作温度，增强了其可靠性和可行性。通过结合偏振分光棱镜、分色镜、多个单色LCD屏等，可以进一步提高光源利用率、开口率、分辨率，大大改善投影效果。

技术研发人员：张楠林,罗祖福,胡鑫涛
受保护的技术使用者：阳明量子科技（深圳）有限公司
技术研发日：20220909
技术公布日：2024/1/12