显示系统及显示方法

摘要

本发明提供了一种显示系统及显示方法，其中，所述显示系统包括：投影装置及投影屏幕；所述投影装置包括沿光源的光照方向依次设置的第一偏振片、透明液晶显示面板及彩色滤光片；所述投影屏幕包括：屏幕、以及设置在所述屏幕朝向所述彩色滤光片一侧的第二偏振片；其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP。本发明能够有效地提高光源的利用率和对比度，且本发明中的显示系统的体积占用较小。

权利要求

1.一种显示系统，其特征在于，包括：投影装置及投影屏幕；

所述投影装置包括沿光源的光照方向依次设置的第一偏振片、透明液晶显示面板及彩色滤光片；

所述投影屏幕包括：屏幕、以及设置在所述屏幕朝向所述彩色滤光片一侧的第二偏振片；

所述投影屏幕还包括：设置在所述屏幕背离所述彩色滤光片一侧的吸光层；

其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP。

2.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直或者平行。

3.根据权利要求1或2所述的显示系统，其特征在于，所述第一偏振片为线栅偏振器WGP。

4.根据权利要求3所述的显示系统，其特征在于，所述第一偏振片为金属线栅偏振器，所述第一偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第一金属线；

所述第二偏振片为金属线栅偏振器，所述第二偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第二金属线；

所述第一金属线与所述第二金属线互相垂直或者平行。

5.根据权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述第一金属线的高度为100～

300nm；所述第一金属线的宽度为20～100nm；相邻两条所述第一金属线的间隔为100～

150nm。

6.根据权利要求4所述的显示系统，其特征在于，所述第二金属线的高度为100～

300nm；所述第二金属线的宽度为20～100nm；相邻两条所述第二金属线的间隔为100～

150nm。

7.根据权利要求1所述的显示系统，其特征在于，所述吸光层为黑色吸光材料。

8.一种显示方法，其特征在于，包括：

光源发出的光线经过第一偏振片，形成透射的第一偏振光；

所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光；

所述第二偏振光通过彩色滤光片，并传输至投影屏幕上的第二偏振片；

根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，以在所述投影屏幕上形成图像；

其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相同或者不同；

所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光之后，所述方法还包括：投影屏幕上的吸光层吸收透射过所述第二偏振片的第二偏振光。

9.根据权利要求8所述的显示方法，其特征在于，所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光，包括：对所述透明液晶显示面板不施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向不变；

对所述透明液晶显示面板施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变。

10.根据权利要求8或9所述的显示方法，其特征在于，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直；

相应地，所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，包括：所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片反射全部所述第二偏振光；

所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片吸收部分或全部所述第二偏振光。

11.根据权利要求8或9所述的显示方法，其特征在于，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向平行；

相应地，所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，包括：所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片吸收全部所述第二偏振光；

所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片反射部分或全部所述第二偏振光。

说明书

显示系统及显示方法

技术领域

[0001] 本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示系统及显示方法。

背景技术

[0002] 目前投影显示主要以液晶附硅(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)系统为主。如图1所示，LCOS系统利用反射式的液晶面板，当光源发出的光经彩色滤光片及偏振片后，变为S偏振光，然后经反射型LCD的玻璃和透明电极到达液晶层。公共电极与像素电极间存在电压。则随着视频信号电压值的改变，液晶材料的光—电特性会随之发生变化，因而使穿过液晶层的S偏振光的偏振方向发生改变，改变后的S偏振光到达像素电极进行反射，并转换为P偏振光，然后通过偏振析光镜使其分离，分离后的P偏振光被硅CMOS有源矩阵电路调制成某基色光图像，再经过光学成像系统投射到屏幕上。

[0003] 由此可见，LCOS系统实现显示是一种反射模式的投影系统，然而反射模式的系统会影响光源的利用率和对比度，而且该系统占用的体积较大。

发明内容

[0004] 针对现有技术的缺陷，本发明提供一种显示系统及显示方法，可以解决现有技术中反射模式的投影显示系统会影响光源的利用率和对比度，且占用体积较大的问题。

[0005] 第一方面，本发明提供了一种显示系统，包括：投影装置及投影屏幕；

[0006] 所述投影装置包括沿光源的光照方向依次设置的第一偏振片、透明液晶显示面板及彩色滤光片；

[0007] 所述投影屏幕包括：屏幕、以及设置在所述屏幕朝向所述彩色滤光片一侧的第二偏振片；

[0008] 其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP。

[0009] 优选地，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直或者平行。

[0010] 优选地，所述第一偏振片为线栅偏振器WGP。

[0011] 优选地，所述第一偏振片为金属线栅偏振器，所述第一偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第一金属线；

[0012] 所述第一偏振片为金属线栅偏振器，所述第二偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第二金属线；

[0013] 所述第一金属线与所述第二金属线互相垂直或者平行。

[0014] 优选地，所述第一金属线的高度为100～300nm；所述第一金属线的宽度为20～100nm；相邻两条所述第一金属线的间隔为100～150nm。

[0015] 优选地，所述第二金属线的高度为100～300nm；所述第二金属线的宽度为20～100nm；相邻两条所述第二金属线的间隔为100～150nm。

[0016] 优选地，所述投影屏幕还包括：设置在所述屏幕背离所述彩色滤光片一侧的吸光层。

[0017] 优选地，所述吸光层为黑色吸光材料。

[0018] 第二方面，本发明提供了一种显示方法，包括：

[0019] 光源发出的光线经过第一偏振片，形成透射的第一偏振光；

[0020] 所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光；

[0021] 所述第二偏振光通过彩色滤光片，并传输至投影屏幕上的第二偏振片；

[0022] 根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，以在所述投影屏幕上形成图像；

[0023] 其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相同或者不同。

[0024] 优选地，所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光，包括：

[0025] 对所述透明液晶显示面板不施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向不变；

[0026] 对所述透明液晶显示面板施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变。

[0027] 优选地，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直；

[0028] 相应地，所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，包括：

[0029] 所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片反射全部所述第二偏振光；

[0030] 所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片吸收部分或全部所述第二偏振光。

[0031] 优选地，所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向平行；

[0032] 相应地，所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，包括：

[0033] 所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片吸收全部所述第二偏振光；

[0034] 所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片反射部分或全部所述第二偏振光。

[0035] 优选地，所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光之后，所述方法还包括：

[0036] 投影屏幕上的吸光层吸收透射过所述第二偏振片的第二偏振光。

[0037] 由上述技术方案可知，本发明通过第一偏振片将光源发出的光线转换为第一方向的第一偏振光，而第一偏振光直接透射过透明液晶显示面板获得第二偏振光，而通过对透明液晶显示面板的驱动电压可对第二偏振光的偏振方向进行控制，进一步地，通过设置投影屏幕上的线栅偏振器WGP实现对第二偏振光的吸收或反射，从而在屏幕上形成图像。由此可见，本发明通过透明液晶显示面板直接对第一偏振光进行透射，直接通过设置在屏幕上的WGP实现成像，实现一种透射式的投影显示系统，因此能够有效地提高光源的利用率和对比度，且该系统的体积较小，从而可以解决现有技术中投影显示系统对光利用率低及体积大的问题。

[0038] 当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

[0040] 图1是现有技术中的LCOS投影显示系统的结构示意图；

[0041] 图2是本发明一实施例提供的一种显示系统的结构示意图；

[0042] 图3是本发明另一实施例提供的一种显示系统的结构示意图；

[0043] 图4是本发明另一实施例提供的一种显示系统的结构示意图；

[0044] 图5是本发明一实施例提供的金属线栅偏振器的结构示意图；

[0045] 图6是本发明一实施例提供的一种显示方法的流程示意图；

[0046] 图2～图4中：1——投影装置；2——投影屏幕；101——光源；102——第一偏振片；103——透明液晶显示面板；104——彩色滤光片；201——第二偏振片；202——屏幕；
203——吸光层。

具体实施方式

[0047] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0048] 图2是本发明一实施例中的一种显示系统的结构示意图，如图2所示，包括：投影装置1及投影屏幕2。

[0049] 所述投影装置1包括沿光源101的光照方向依次设置的第一偏振片102、透明液晶显示面板103及彩色滤光片104。

[0050] 所述投影屏幕2包括：屏幕202、以及设置在所述屏幕202朝向所述彩色滤光片104一侧的第二偏振片201。

[0051] 其中，所述第二偏振片202为线栅偏振器(Wire-grid polarizer，简称WGP)。

[0052] 由此可见，本实施例通过第一偏振片102将光源101发出的光线转换为第一方向的第一偏振光(图2中所示的第一方向为与纸面垂直的方向)，而第一偏振光直接透射过透明液晶显示面板获得第二偏振光，而通过对透明液晶显示面板的驱动电压可对第二偏振光的偏振方向进行控制，进一步地，通过设置投影屏幕2上的线栅偏振器WGP实现对第二偏振光的吸收或反射，从而在屏幕上形成图像。由此可见，本实施例通过透明液晶显示面板直接对第一偏振光进行透射，直接通过设置在屏幕上的WGP实现成像，实现一种透射式的投影显示系统，因此能够有效地提高光源的利用率和对比度，且该系统的体积较小从而可以解决现有技术中投影显示系统对光利用率低及体积大的问题。

[0053] 而且，进一步地如图4所示，本实施例中的投影装置1体积较小，相对于现有技术本实施例中的显示系统的体积很小。而且通过投影装置1将所成的像，投影到一个尺寸较大的投影屏幕2上，能够实现一种大尺寸的显示效果。

[0054] 本实施例中，所述第一偏振片102的偏振方向与所述第二偏振片201的偏振方向垂直或者平行。

[0055] 可选的，若第一偏振片102的偏振方向与第二偏振片201的偏振方向垂直，当在透明液晶显示面板上不加电压时，如图2所示，透射过第一偏振片102的第一方向(如图2所示的垂直于纸面的方向)的线偏振光经透明液晶显示面板后方向不发生改变，则第一方向的线偏振光进一步透过彩色滤光片104，进一步传输至第二偏振片201，且第一方向的线偏振光会被第二偏振片201全部反射，反射的光线进入人眼，呈现亮态；当在透明液晶显示面板上施加电压时，透射过第一偏振片102的第一方向的线偏振光经过液晶显示面板后方向发生改变，则方向变化后的线偏振光被第二偏振片201部分吸收或者全部吸收，尤其是加压后使得液晶分子具有λ/2相位延迟时，如图3所示，此时光源发出的光线经第一偏振片101变为第一方向(垂直于纸面的方向)的线偏振光，而第一方向的线偏振光经液晶分子偏转为第二方向的线偏振光(如图3所示的平行于纸面的方向)，而第二方向与第一方向垂直，则第二方向的线偏振光能够完全透射过第二偏振片202，则第二方向的线偏振光全部被吸收，未被反射回去，从而呈现暗态。

[0056] 同样地，若第一偏振片102的偏振方向与第二偏振片201的偏振方向平行，当在透明液晶显示面板上不加电压时，透射过第一偏振片102的第一方向的线偏振光经透明液晶显示面板方向不变，而第一方向的线偏振光会被第二偏振片201全部吸收，呈现暗态；当在透明液晶显示面板上施加电压时，透射过第一偏振片102的第一方向的线偏振光经过液晶显示面板后方向发生改变，则方向发生变化后的第二方向的线偏振光被第二偏振片201部分反射或者全部反射，可理解地，全部反射的情况发生在第一方向与第二方向垂直时，且全部反射时呈现亮态。

[0057] 在本发明一个优选的实施例中，第一偏振片102具体可为线栅偏振器，如金属线栅偏振器；第二偏振片201具体也可为金属线栅偏振器。金属线栅偏振器的具体结构如图5所示，包括基板上设置的多条互相平行的金属线，当一束光照射到金属线栅偏振器基板上，平行于金属线方向的光被反射，而垂直于金属线方向的光则被透射过去。

[0058] 则进一步地，所述第一偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第一金属线；所述第二偏振片包括在基板上设置的多条互相平行的第二金属线。

[0059] 且所述第一金属线与所述第二金属线互相垂直或者平行。则可理解地，当第一金属线与第二金属线垂直时，被第一偏振片透射的线偏振光被第二偏振片反射；当第一金属线与第二金属线平行时，被第一偏振片透射的线偏振光同样被第二偏振片透射。

[0060] 具体地，所述第一金属线的高度H可为100～300nm；所述第一金属线的宽度W可为20～100nm；相邻两条所述第一金属线的间隔P可为100～150nm。

[0061] 相应地，所述第二金属线的高度H可为100～300nm；所述第二金属线的宽度W可为20～100nm；相邻两条所述第二金属线的间隔P可为100～150nm。

[0062] 本实施例中所采用的第一偏光片及第二偏光片均为WGP，因为WGP相对于现有偏光片，具有更好的信赖性，此外，WGP相对于现有偏光片不会释放太多的热量，从而不会导致显示器件过热而导致器件受损。

[0063] 在本发明一优选的实施例中，如图2所示，所述投影屏幕2还包括：设置在所述屏幕202背离所述彩色滤光片一侧的吸光层203。则透射过第二偏振片201的偏振光能够被吸光层203进一步吸收，使得显示对比度更高，实现了更好的显示效果。

[0064] 优选地，所述吸光层可为黑色吸光材料。例如纳米碳管、纳米碳球、石墨烯、碳黑或者哑光油墨等材料制成的吸光层。

[0065] 图6是本发明一实施例中的一种显示方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括如下步骤：

[0066] S601：光源发出的光线经过第一偏振片，形成透射的第一偏振光。

[0067] S602：所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光。

[0068] 其中，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相同或者不同。具体地，当对透明液晶显示面板施加电压时，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向不同，当对透明液晶显示面板不施加电压时，所述第一偏振光的偏振方向与所述第二偏振光的偏振方向相同。

[0069] S603：所述第二偏振光通过彩色滤光片，并传输至投影屏幕上的第二偏振片。

[0070] 可理解地，第二偏振光通过彩色滤光片后，形成具有相应颜色的光线。

[0071] S604：根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，以在所述投影屏幕上形成图像。

[0072] 其中，所述第二偏振片为线栅偏振器WGP。

[0073] 本实施例中，步骤S602中所述第一偏振光经透明液晶显示面板，转换为第二偏振光，具体包括：

[0074] 对所述透明液晶显示面板不施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向不变；

[0075] 对所述透明液晶显示面板施加电压时，所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变。

[0076] 可理解的是，随着对透明液晶显示面板施加电压的逐渐增大，最多能够使第一偏振光的方向旋转90度，此时第一偏振光经透明液晶显示面板变换为第二偏振光，且第一偏振光的偏振方向与第二偏振光的偏振方向垂直。

[0077] 进一步地，若所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向垂直，相应地，步骤S604中所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，具体包括：

[0078] A01、所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片反射全部所述第二偏振光；

[0079] A02、所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片吸收部分或全部所述第二偏振光。

[0080] 而若所述第一偏振片的偏振方向与所述第二偏振片的偏振方向平行，相应地，步骤S604中所述根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光，具体包括：

[0081] B01、所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后的方向不变时，所述第二偏振片吸收全部所述第二偏振光；

[0082] B02、所述第一偏振光经所述透明液晶显示面板后方向改变时，所述第二偏振片反射部分或全部所述第二偏振光。

[0083] 本实施例中，步骤S604中根据所述第二偏振光的偏振方向，所述第二偏振片反射或吸收所述第二偏振光之后，所述方法还包括：

[0084] 投影屏幕上的吸光层吸收透射过所述第二偏振片的第二偏振光。

[0085] 如此，透射过第二偏振片的偏振光能够被吸光层进一步吸收，使得显示对比度更高，实现了更好的显示效果。

[0086] 对于方法实施例而言，由于其与装置实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

[0087] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0088] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0089] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。