[发明专利]上转换发光红外激光显示屏及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于激光电视制造领域，特别涉及红外激光显示屏和红外激光电视的制造技术领 域。

背景技术

彩色显示器自问世以来，众所周知，首先出现的是阴极射线真空管彩色显示器(CRTs)， 继之又出现了液晶平板和等离子体平板显示器，最近又出现激光平板显示器。显示器不管是 玻璃真空管式结构、平板式结构、还是激光式结构，其屏的形状，本质上都是由显示彩色的 红、绿、蓝三基色物质的性质所决定。目前，液晶显示器的应用比较普遍，液晶显示屏所采 用的红、绿、蓝三元色是由屏背后的白光加上彩色滤光膜得到的，与CRTs显示器相比，平板 和重量轻是它的突出优点。液晶笔记本电脑或小尺寸电视机的显示屏/器的白光源，只需两支 白光灯就可以满足要求。但是，显示屏尺寸再大一些，就是采用导光板技术也很难满足要求。 所以，以前大尺寸的液晶电视很少见到，即使有商品，价格也极其昂贵，不为平民所接受。 由于近几年白光LED已近普及和成本的下降，大尺寸的液晶电视显示屏的白光源由白光LED 阵列所代替，不仅可以满足大尺寸要求，同时也提高了白光源的质量和亮度。但由于每支白 光LED都需特定工作电流才能保证其亮度要求，所以，屏越大，白光LED数量就越多，耗电 和成本自然相对也要增加。目前家用大尺寸液晶电视耗电量都非常大。上述液晶显示屏诸多 内在因素决定，实现几平方米的大显示屏是难于实现的。液晶显示屏的另一问题，是视角差， 尽管最近经过技术上的改进已普遍被人们接受，但是，靠液晶偏转角度来调制光强，这种先 天性的缺陷从理论上讲是难于完全克服的。

在等离子体电视、液晶电视正在走进我们的生活时，科学家已经在激光电视的开发上取 得了重大进展。激光电视是利用半导体激光器(简称LD)泵浦激光工作物质，先产生红外激 光，再通过倍频晶体实现调波变换，最终输出红光、绿光、蓝光三种波长的激光，由红、绿、 蓝三种激光器产生的三元色作为彩色激光电视的光源，电视信号通过声光或电光调制器调制 三元色激光和通过扫描器控制三元激光束方向(即光扫描，行扫描电机转速～6万转/min) 产生彩色图像，最后再通过背投技术(用于超大屏幕电视、激光数码影院等多功能产品)或 正投技术(用于桌面小尺寸的激光电视)构成平板显示。激光电视克服了等离子体和液晶平 板电视缺点，其优点是：(1)激光电视可以成为超大屏幕电视、电影等一体化产品，大到电 影院的宽银幕，小到手机屏，且不受视角方向性影响；(2)现有电视技术只能显示肉眼可见 色彩中的30％以上，而激光电视能看到70-80％；(3)寿命可达10万-100万小时；(4)与 等离子体、液晶电视相比，工艺简单，重量轻，省电(耗电量是液晶电视的一半，是等离子 体的1/3)；(5)能还原出真正的3D立体视觉效果。然而，虽然激光电视的优点如上所述非 常突出，但下面的事实也必须承认：激光电视成本太高，一台60英寸的激光电视机价格至少 30万元人民币。我们分析成本高的原因主要有三：一是激光电视所采用的三元色，需采用三 个大功率半导体LD泵浦的三个全固体激光器作为光源。这种激光器结构复杂、工艺难度高， 它的成本占激光电视总成本80％左右，是关键因素，所以成本自然高居不下；二是扫描器成 本高，这是次要因素，因为只要批量生产成本就会降下来；三是采用的是全新技术，要想生 产必须建立全新的生产线，再加上国际上都是非标研制，国内也是如此。总之，激光电视难 于批量化生产，特别所采用的红、绿、蓝三元色激光源，除红光目前有半导体器件外，绿、 蓝光半导体器件何时出现？国际上还尚无定数。红、绿、蓝三元色激光源不实现半导体化并 廉价化，激光电视成本则不会降低，所以说，激光电视为液晶电视的下一代产品可能性较小， 其中间必然有一过渡阶段。此过渡阶段的产品应是介于液晶平板电视与激光平板电视之间的 一个中间产品，即由本发明所提出的由上转换发光粉组成的显示屏与半导体红外激光器(LD) 所组成的显示体系，为区别于目前传统电视和激光电视，暂称作“红外激光电视”。

发明内容

现有等离子体显示屏制造工艺过于复杂，液晶显示屏存在不可消除的视角差，等离子体 与液晶显示屏色度均较低，且只适用于小屏幕的应用。现有的激光电视机显示器的色度可达 70-80％，但由于国际上尚未制造出绿光、蓝光LD，只能用大功率LD泵浦YAG红外激光晶体 通过倍频产生绿光和蓝光，其成本占总成本的80％左右，激光电视的成本仍然太高。为克服 以上问题，本发明提供一种上转换发光红外激光显示屏及其制造方法，及采用这种显示屏的 显示运转系统。