[發明專利]色分場投影大屏幕LCD彩色顯示器

無效

• 申請號: 00114055.8
• 申請日: 2000-01-27
• 公開（公告）號: CN1307243A
• 公開（公告）日: 2001-08-08
• 發明（設計）人: 張苑岳
• 申請（專利權）人: 張苑岳
• 主分類號: G02B27/18
• 分類號: G02B27/18
• 代理公司: 中山大學專利事務所
• 代理人: 葉賢京

本發明涉及一種投影式大屏幕LCD彩色顯示器。

LCD彩色顯示器由于其圖象分辨率高，彩色豐富，顯示面積大，重量輕以及造價較低等優點，深受用戶的歡迎。是一種市場前景被持續看好的產品。目前投放市場的此類產品，大多依據下列工作原理進行顯示：

以熱、光或電的方法，把要顯示的圖象預先書寫進LCD盒。來自投影光源的強平行光束經半透反射鏡反射，并垂直投射到LCD盒，經盒前面的偏振片起偏后進入液晶層，并被LCD盒后基板上的象素點反射，該反射光的強弱由對應的LCD象點對光的空間調制程度決定，即由書寫在各液晶象點的信息差異決定。這些反射光經投影透鏡放大后投射到銀幕上，便把圖象顯示出來供人們觀看。當然，上述顯示過程是單色圖象的顯示方式，要實現彩色圖象顯示。直到今天，還是采用三只LCD盒和三套光學系統，把三種基色的圖象分別精確地投射到銀幕上，以觀看彩色圖象。這種顯示方式的每一顯示器必須具有三套LCD盒、三套信號書寫系統和三套光學系統。存在結構復雜和成本高的缺點。為了克服這一缺點，最近有人提出用色分場LCD彩色顯示的方法，即變R、G、B三基色圖象同場(時)顯示為按R、G、B的順序在三基色脈沖光源同步發出R、G、B顏色光的配合下顯示。與傳統方法比較，該顯示的場(或幀)頻從每秒60場提高到180場。同時，其顯示模式也從傳統的點掃描或行掃描的模式變為幀掃描的模式，即必須等待每一幀圖象寫完后，在顯示器上各象素點才依據各自寫入的信號在同一時間里顯示出來，即一幀接著一幀地顯示。顯然，傳統的寫一點(或一行)顯一點(或一行)的單一晶體管開關矩陣尋址電路是無法實現的。所以近來人們用一只DRAM或SRAM單元取代晶體管。采用這種電路不僅大大增加了電路制作的復雜性，而且還不能完全實現幀掃描顯示的目的。目前采用DRAM存儲單元電路的寫入／顯示時間比為4∶1，SRAM單元電路為1.1∶1。此外，因為采用FLC(鐵電液晶盒)，只能工作在開或關的二種狀態，其輸入信號只能是數字式的信號，對于具有256(2⁸)灰級的圖象信號，必須分8次寫入才能完成一個帶灰級象點的顯示，必然存在時鐘頻率過高的缺點。

本發明的目的是研制一種電路和光路結構比較簡單，制作成本低的色分場投影式大屏幕LCD彩色顯示器。

為了達到上述目的，本發明的顯示器由帶電容存儲器的雙晶體管開關矩陣尋址液晶盒、由三支氙燈組成的三基色脈沖投影光源、可反射紅、綠、藍色光并能透射其他顏色光的三個二向色鏡、圖象放大透鏡和顯示銀幕組成。其光路結構為：三基色脈沖光源的平行光分別經三個二向色鏡反、透射后進入雙晶體管開關矩陣尋址液晶盒。經液晶盒反射的信號光被圖象放大透鏡放大后，在顯示銀幕上顯示出來。顯示器的液晶盒由前透明基板，后基板和夾在中間的液晶層組成。在顯示器的后基板上，采用LCOS(LIQUID?CRYSTAL?ON?SILICON)大規模集成電路技術，把帶電容存儲器的雙晶體管開關矩陣尋址電路、反射式象素點制作在硅片的顯示區域，并把信號電極總線驅動器和掃描電極總線驅動器制作在硅片非顯示區域的周邊部位。掃描電極總線與信號電極總路線交叉點及象素點電極間，連接二只作鎖存及顯示驅動用的晶體管和二只作存儲及顯示用的電容器，以及統一的顯示生效線。

由于采用帶電容存儲器的雙晶體管開關矩陣尋址電路制作液晶盒，不僅使尋址電路變得十分簡單，還真正解決了DRAM和SRAM單元存儲電路進行色分場顯示時無法實現100％顯示占空比的難題。由于寫入的圖象信號既可以是數字信號也可以是模擬信號，以及該電路的寫入與顯示之間被顯示驅動MOS晶體管隔離，互不干擾，可大大降低圖象信號寫入的時鐘頻率。而且，該尋址電路與外圍接口電路的兼容性也特別高。此外，由于該電路采用LCOS技術制作后基板，可獲得非常平整的象素點反射面。當投射光以小角度投射到液晶盒的表面后，小角度反射出來的光束不致產生明顯的畸變，使顯示器的光路設計變得十分簡單，調校的難度大大降低，制作成本大為減少。

以下結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1是色分場投影式大屏幕LCD彩色顯示器光路結構圖。

圖2是帶電容存儲器的雙晶體管開關矩陣尋址LCOS液晶盒剖面圖。

圖3是帶電容存儲器的雙晶體管開關矩陣尋址電路原理圖。