CN110579931A - 一种激光投影电视 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种激光投影电视，包括沿光线投射方向依次设置的激光器、第一透镜组、色轮、第二透镜组、数字微反射器、第三透镜组以及屏幕，其中，所述色轮或所述第一透镜组中掺杂有至少可激发出红光和绿光的钙钛矿量子点。本发明采用在色轮或第一透镜组中掺杂可实现高色彩饱和度的量子点材料，激光激发所述量子点材料可以显著提高激光投影电视的色域，从而实现高色域、高画质的激光投影电视。

Description

一种激光投影电视
技术领域
本发明涉及激光设备领域，尤其涉及一种激光投影电视。
背景技术
激光电视是由一个激光主机和一块独立的屏幕组成，激光主机将画面投射到屏幕上形成显示效果。激光电视的主机和投影机的原理基本类似，其起源于投影机。一般投影机采用超高压汞灯，寿命仅有2000-3000小时。为了达到高对比度、寿命长的效果，激光电视的主机光源部分采用了固态激光，不仅提高了亮度、对比度，而且寿命也提高到了5万小时。另外，又由于激光电视主机小而显示画面可调到非常大的特点，填补超大显示屏幕的空缺而受到众多人的青睐，在近几年的热度不断上升，行业重视度也不断提高。
目前显示行业技术成熟度已经很高，现在都在追求高画质、高色域范围效果。因此，激光电视若要更好的跻身于显示行业，则高色彩饱和度的显示效果是必不可少的。但目前的激光电视色域一般只有78%NTSC左右。为了提高其色域，目前的主要方案是通过在色轮中更换不同的荧光粉来实现，色域可提升到82%NTSC左右。但是与目前的显示器相比，仍存在较大差距。
因此，现有技术仍有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光投影电视，旨在解决现有激光投影电视存在色域低、色彩饱和度低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种激光投影电视，包括沿光线投射方向依次设置的激光器、第一透镜组、色轮、第二透镜组、数字微反射器、第三透镜组以及屏幕，其中，所述色轮或所述第一透镜组中掺杂有至少可激发出红光和绿光的钙钛矿量子点。
所述的激光投影电视，其中，所述色轮由红色透镜、绿色透镜和蓝色透镜拼接而成，所述红色透镜和绿色透镜中分别掺杂有可激发出红光的钙钛矿量子点和可激发出绿光的钙钛矿量子点。
所述的激光投影电视，其中，所述蓝色透镜中掺杂有可激发出蓝光的钙钛矿量子点。
所述的激光投影电视，其中，所述第一透镜组中掺杂有可激发出红光的钙钛矿量子点和可激发出绿光的钙钛矿量子点，所述色轮前端靠近所述第一透镜组一侧设置有滤光片。
所述的激光投影电视，其中，所述第一透镜组中还掺杂有可激发出蓝光的钙钛矿量子点。
所述的激光投影电视，其中，所述钙钛矿量子点为无机钙钛矿量子点CsPbX3或有机-无机杂化钙钛矿量子点CH3NH3PbX3，其中X=Cl、Br或I。
所述的激光投影电视，其中，所述激光器为蓝光激光器。
所述的激光投影电视，其中，所述蓝光激光器为一个或多个蓝光激光二极管。
所述的激光投影电视，其中，还包括设置于所述激光器与所述第一透镜组之间的准直透镜组，所述准直透镜组用于将所述激光器发出的光束的发散角度变小后投射至所述色轮。
有益效果：本发明采用在色轮或第一透镜组中掺杂可实现高色彩饱和度的钙钛矿量子点材料，激光激发所述钙钛矿量子点材料可以显著提高激光投影电视的色域，从而实现高色域、高色彩饱和度、高画质的激光投影电视。
附图说明
图1为本发明提供的一种激光投影电视的较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种激光投影电视，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
量子点（QD），是一种导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。也就是说量子点是准零维的纳米材料，由少量的原子所构成。量子点由于其独特的光电特性，可以实现高色域要求。量子点的发射光谱可以通过改发量子点的尺寸大小来控制，通过改发量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。量子点具有宽的激发谱和窄的发射谱。使用同一激发光源就可实现对不同粒径的量子点进行激发。量子点具有较大的斯托克斯位移，可以避免发射光谱与激发光谱的重叠。量子点具有激发光谱宽且连续分布，而发射光谱窄而对称，颜色可调，光化学稳定性高等优越的荧光特性，是一种理想的荧光剂。因此，QD技术可以实现高色域的要求。
本发明提供一种激光投影电视，包括沿光线投射方向依次设置的激光器、第一透镜组、色轮、第二透镜组、数字微反射器、第三透镜组以及屏幕，其中，所述色轮或所述第一透镜组中掺杂有量子点。本发明采用在色轮或第一透镜组中掺杂可实现高色彩饱和度的量子点材料，激光激发所述量子点材料可以显著提高激光投影电视的色域，从而实现高色域、高画质的激光投影电视。在激光电视部件中掺杂量子点材料，采用激光光源激发所述量子点材料可以提高激光电视的色域，其色域可达到98%NTSC左右，可媲美现在的液晶显示器。
以图1所示的激光投影电视为例，对本发明进行详细说明。如图1所示，所述激光投影电视具体包括沿光线投射方向依次设置的激光器1、第一透镜组2、色轮3、第二透镜组4、数字微反射器（Digital Micromirror Device，DMD）5、第三透镜组6以及屏幕7。其中，所述色轮3由红色透镜31、绿色透镜32和蓝色透镜33拼接而成。其中，所述DMD为光阀成像核心器件；所述透镜组是由多个透镜组组成，用于对图像进行成像矫正；所述色轮由红、绿、蓝三种颜色的透镜组成，每种颜色占三分之一圆面积。其工作原理是：激光光源通过高速旋转的色轮，那么在某一个时间段时，光束只有一种颜色，即在时间上将光进行了分色，经过透镜组处理后投射到DMD上，当色轮转到某一种颜色时，DMD就显示某一单色图像。由于色轮转速非常快，所以人眼无法察觉到单色图像，单色图混合形成组合图像，最后通过光学透镜投射在屏幕上完成图像投影。
作为其中一实施方式，所述色轮中掺杂有量子点。所述色轮由红色透镜、绿色透镜和蓝色透镜拼接而成，所述红色透镜和绿色透镜中分别掺杂有可激发出红光的量子点和可激发出绿光的量子点。所述蓝色透镜中可以掺杂可激发出蓝光的量子点，也可以不掺杂可激发出蓝光的量子点。若所需的色域要求不是非常高，可在蓝色透镜中不添加任何颜色量子点，即透明透镜，当采用蓝光激光器直接照射到透明透镜上，实现蓝色单色图，蓝色单色图与其他红绿色的量子点单色图，在色轮高速旋转时在屏幕上混合形成组合的高色域投影画面。
优选地，所述红色透镜和绿色透镜中分别掺杂有可激发出红光的量子点和可激发出绿光的量子点，所述蓝色透镜中掺杂有可激发出蓝光的量子点。本发明采用在色轮的红绿蓝透镜的制备材料中分别增加可激发出红、绿、蓝三种光的量子点，当采用蓝光激光器照射量子点材料时，可发出红绿蓝三种颜色的光，形成时序的量子点单色图像。当掺杂量子点的色轮高速旋转时，单色图像混合形成组合图像，最后通过光学透镜投射在屏幕上完成图像投影，形成更高色域的投影画面。
作为其中另一种实施方式，所述第一透镜组中掺杂有量子点。也就是说，激光投影电视包括两种掺杂方式：一、在第一透镜组中掺杂量子点，二、在色轮中掺杂量子点，该两种掺杂方式均可实现高色域的投影画面。
优选地，所述第一透镜组中掺杂有可激发出红光的量子点和可激发出绿光的量子点，所述色轮前端靠近所述第一透镜组一侧设置有滤光片，所述滤光片具体包括红绿蓝三色滤光片，所述红绿蓝三色滤光片分别设置于色轮的红绿蓝三色透镜前端靠近所述第一透镜组一侧。所述第一透镜组中可以掺杂可激发出蓝光的量子点，也可以不掺杂可激发出蓝光的量子点。若所需的色域要求不是非常高，可在第一透镜组中不添加可激发出蓝光的量子点，仅添加可激发出红绿两种光的量子点材料，当采用蓝光激光器直接照射到第一透镜组上发出红绿量子点单色图及蓝色单色图，在色轮高速旋转时单色图混合形成组合的高色域投影画面。
更优选地，所述第一透镜组中还掺杂有可激发出蓝光的量子点，即所述第一透镜组中掺杂混合均匀的可激发出红光的量子点、可激发出绿光的量子点和可激发出蓝光的量子点，所述色轮前端靠近所述第一透镜组一侧设置有滤光片，所述滤光片具体包括红绿蓝三色滤光片，所述红绿蓝三色滤光片分别设置于色轮的红绿蓝三色透镜前端靠近所述第一透镜组一侧。本发明在第一透镜组的透镜制备材料中增加混合均匀的可激发出红、绿、蓝三种光的量子点材料，当蓝光激光器照射到第一透镜组时，蓝光激发量子点材料发出均匀的红绿蓝三种光，红绿蓝三种光在到达色轮前混合变为量子点白光，然后经放置于色轮的红绿蓝透镜前端的红绿蓝滤光片，当量子点白光照射到色轮上时，色轮上的三个滤光片分别透射红绿蓝光，此时三种颜色形成时间上的分色，在色轮高速旋转时单色图混合形成组合的高色域投影画面。
本发明中，可选择的量子点材料种类较多，所述量子点可以为无机量子点，所述无机量子点可以为II-VI族、III-V族体系的量子点，例如CdE（E=S/Se/Te）量子点、磷化铟量子点、砷化铟量子点、砷化镓量子点等；所述无机量子点还可以为其他体系的量子点，例如硫化锌量子点、硒化锌量子点等。当采用II-VI族、III-V族体系的量子点时，掺杂所述量子点的透镜需在表面附着一层阻隔膜，来保护量子点材料，此处对阻隔膜材料不做限制。
本发明所述量子点还可以为杂化钙钛矿量子点，所述杂化钙钛矿量子点的内核是由R1NH3AB3或(R2NH3)2AB4形成的，R1为甲基，R2为有机分子基团，A选自Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu和Mn中的至少一种，B选自Cl、Br和I中的至少一种，A和B构成配位八面体结构，R1NH3或R2NH3填充在配位八面体结构的间隙中，表面配体为有机酸或有机胺。与无机量子点材料相比，这种杂化钙钛矿量子点材料量子产率非常高，且半峰宽更窄，发光色纯度更高。又由于有机-无机杂化钙钛矿量子点材料结合了有机和无机材料的优点，不仅具有无机组分良好的热稳定性、机械性能以及电磁特性，而且具备有机组分的易加工成膜等优点，制备工艺方面相对简单。因此，钙钛矿量子点材料应用于显示器背光中具有较大优势，不仅可以实现高色域，还可以大大降低背光成本。此外，本发明还可以通过对有机组分和无机组分进行调控，实现该杂化钙钛矿材料发光特性的控制。因此，本发明采用杂化钙钛矿材料制备光学膜片具有较大优势，在显示器背光中应用不仅可以实现高色域，还可以大大降低背光成本。类似的钙钛矿量子点材料还有无机钙钛矿量子点和无机-有机杂化钙钛矿量子点材料，其化学式为无机钙钛矿CsPbX3（x=Cl/Br/I）和有机-无机杂化钙钛矿材料CH3NH3PbX3（x=Cl/Br/I）。另外，当采用新型的杂化钙钛矿量子点材料时，由于其可靠性的优势，无需做阻隔膜，成本可大大降低。
本发明中，所述激光器可以为蓝光激光器或紫光激光器等不限于此。所述激光器可根据实际所需的功率采用多个高频发光二极管LED、多个蓝色发光二极管、或者两者组合实现。
本发明中，所述激光投影电视还包括设置于所述激光器与所述第一透镜组之间的准直透镜组，所述准直透镜组用于将所述激光器发出的光束的发散角度变小后投射至所述色轮。若第一透镜组所接收到的光由于采用发光二极管或者其他外界原因导致发散度过高，使最终投影的效果对比度低，模糊不佳，可在第一透镜组前增加准直透镜组，提高画质效果。
综上所述，本发明提供的激光投影电视，通过在色轮或第一透镜组中掺杂量子点材料，实现了高色域、高色彩饱和度的背光。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光投影电视，包括沿光线投射方向依次设置的激光器、第一透镜组、色轮、第二透镜组、数字微反射器、第三透镜组以及屏幕，其特征在于，所述色轮或所述第一透镜组中掺杂有至少可激发出红光和绿光的钙钛矿量子点。
2.根据权利要求1所述的激光投影电视，其特征在于，所述色轮由红色透镜、绿色透镜和蓝色透镜拼接而成，所述红色透镜和绿色透镜中分别掺杂有可激发出红光的钙钛矿量子点和可激发出绿光的钙钛矿量子点。
3.根据权利要求2所述的激光投影电视，其特征在于，所述蓝色透镜中掺杂有可激发出蓝光的钙钛矿量子点。
4.根据权利要求1所述的激光投影电视，其特征在于，所述第一透镜组中掺杂有可激发出红光的钙钛矿量子点和可激发出绿光的钙钛矿量子点，所述色轮前端靠近所述第一透镜组一侧设置有滤光片。
5.根据权利要求4所述的激光投影电视，其特征在于，所述第一透镜组中还掺杂有可激发出蓝光的钙钛矿量子点。
6.根据权利要求1-5任一项所述的激光投影电视，其特征在于，所述钙钛矿量子点为无机钙钛矿量子点CsPbX3或有机-无机杂化钙钛矿量子点CH3NH3PbX3，其中X=Cl、Br或I。
7.根据权利要求1-5任一项所述的激光投影电视，其特征在于，所述激光器为蓝光激光器。
8.根据权利要求7所述的激光投影电视，其特征在于，所述蓝光激光器为一个或多个蓝光激光二极管。
9.根据权利要求1-5任一项所述的激光投影电视，其特征在于，还包括设置于所述激光器与所述第一透镜组之间的准直透镜组，所述准直透镜组用于将所述激光器发出的光束的发散角度变小后投射至所述色轮。
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