專利名稱：棱鏡片和在液晶顯示器中采用的背光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棱鏡片和在液晶顯示器中采用的背光單元。特別地，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行偏振分光(polarization division)功能的棱鏡片和在液晶顯示器中采用的背光單元。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(在下文中，稱為“LCD”)按照從外部施加的電壓，使用液晶的通透性的變化，將從各種各樣的設(shè)備輸出的電信息變換為可視信息，然后使用該可視信息顯示圖像。由于該LCD不是自發(fā)光設(shè)備，該LCD使用從設(shè)置在其背部上的背光單元(在下文中，稱為“BLU”)提供的光來(lái)顯示圖像。
該BLU包括直接發(fā)光型BLU，其中冷陰極熒光燈(在下文中，稱為“CCFL”)被設(shè)置在LCD面板之下，和邊緣發(fā)光型BLU，其中該CCFL被設(shè)置在光導(dǎo)板的側(cè)面上。
圖1是舉例說(shuō)明包括在液晶顯示器中的背光單元的剖面圖。在圖1中，該BLU 100包括光源單元110、光導(dǎo)板120、反射片130和光學(xué)薄膜140。
該光源單元110包括至少一個(gè)CCFL 112和反射板114。
該CCFL 112發(fā)出具有一定波長(zhǎng)的光。
由CCFL 112發(fā)出的光通過(guò)該反射板114和該反射片130反射，然后該反射光被經(jīng)由整個(gè)光導(dǎo)板120均勻地散射，如圖1所示。
該光學(xué)薄膜140包括散射片142、棱鏡片144、保護(hù)片146和反射偏振器薄膜層(148)。
經(jīng)由該光導(dǎo)板120散射的光經(jīng)由該散射片142傳輸。
該散射片142散射或者聚集從該光導(dǎo)板120輸出的光，從而經(jīng)由該散射片142傳輸?shù)墓饩哂芯獾牧炼?，并且該BLU 100的視角被提高。
經(jīng)由該散射片142傳輸?shù)墓獾牧炼缺谎杆俚亟档?，因此，在該散射?42上采用該棱鏡片144，以便防止亮度的降低。該棱鏡片144聚集從該散射片142輸出的光，從而，由該棱鏡片144聚集的光的亮度在有效的視角范圍內(nèi)增強(qiáng)。
該保護(hù)片146被設(shè)置在該棱鏡片144之上，以保護(hù)該棱鏡片144避免灰塵等等，并且擴(kuò)大由該棱鏡片144變窄的視角。
設(shè)置在該光學(xué)薄膜140之上的該LCD(未示出)傳輸從該光學(xué)薄膜140發(fā)出的某些光。例如，P波經(jīng)由該LCD傳輸，并且S波為該LCD所吸收。因此，在該光學(xué)薄膜140中采用該反射偏振器薄膜層148，以便利用為該LCD所吸收的該S波。
該反射偏振器薄膜層148在該光導(dǎo)板120的方向反射由該保護(hù)片146散射的光的S波，并且將P波提供給該LCD。在這里，該反射的S波被該光導(dǎo)板120或者該反射片130再次反射。在這種情況下，由該反射偏振器薄膜層148反射的S波通過(guò)被再次反射轉(zhuǎn)變?yōu)榘≒波和S波的光。通過(guò)該光導(dǎo)板120或者反射片130再次反射的光，被經(jīng)由該散射片142、棱鏡片144和保護(hù)片146入射給該反射偏振器薄膜層148。該BLU 100通過(guò)使用以上所述的處理過(guò)程增強(qiáng)從該光學(xué)薄膜140輸出的光的效率。
反射偏振器薄膜層148是通過(guò)在玻璃基片上蝕刻具有預(yù)定間隔的線來(lái)制造的。但是，該間隔應(yīng)該被以微小的單位形成，因此，很難在該玻璃基片上正確地蝕刻該線。因此，制造該反射偏振器薄膜層148需要很多的時(shí)間，從而，很難大規(guī)模地生產(chǎn)該反射偏振器薄膜層148。因此，需要不采用反射偏振器薄膜層來(lái)增強(qiáng)光效率的背光單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是提供一種棱鏡片，其通過(guò)在其上形成多層偏振層和包括其的背光能夠傳送入射于此的某些光。
本發(fā)明的別一個(gè)特點(diǎn)是提供一種不具有反射偏振器薄膜層的背光單元。
按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的棱鏡片包括棱鏡和偏振薄膜。該偏振薄膜是通過(guò)在該棱鏡上淀積第一層和第二層形成的，其中該第一層和第二層具有不同的折射率。
在按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的背光單元中采用的棱鏡片包括棱鏡和偏振薄膜。該偏振薄膜是通過(guò)在該棱鏡上淀積第一層和第二層形成的，其中該第一層和第二層具有不同的折射率，并且被依次重復(fù)地層壓。
在按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的液晶顯示器中采用的背光單元包括散射片和棱鏡片。該散射片被形成在光導(dǎo)板上。該棱鏡片被形成在該散射片上，并且具有多個(gè)棱鏡，其中該棱鏡片包括通過(guò)在該棱鏡上淀積具有不同的折射率的第一層和第二層形成的偏振薄膜。
如上所述，棱鏡片包括多層的偏振薄膜，從而通過(guò)該偏振薄膜傳輸入射于此的某些光。
另外，背光單元包括具有偏振分光功能的棱鏡片，從而不需要額外的反射偏振器薄膜層。因此，降低了用于制造該背光單元的成本，并且降低了該背光單元的厚度。


通過(guò)參考下面結(jié)合附圖考慮的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述和其他的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)將變得容易地清晰可見(jiàn)，在附圖中圖1是舉例說(shuō)明包括在液晶顯示器中的背光單元的剖面圖；圖2是舉例說(shuō)明按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括背光單元的液晶顯示器的剖面圖；圖3是舉例說(shuō)明按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的背光單元的剖面圖；圖4是舉例說(shuō)明圖3的棱鏡片的剖面圖；圖5A是舉例說(shuō)明通常的棱鏡片的剖面圖；圖5B是舉例說(shuō)明示出取決于入射到該棱鏡片的光的入射角的P波和S波的反射率圖形的平面圖；圖6A是舉例說(shuō)明示出當(dāng)入射到該棱鏡片的光的入射角是0°的時(shí)候P波和S波的反射率圖形的平面圖；和圖6B是舉例說(shuō)明示出當(dāng)入射到該棱鏡片的光的入射角高于0°的時(shí)候P波和S波的反射率變化的圖形的平面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是舉例說(shuō)明按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括背光單元的液晶顯示器的剖面圖。圖3是舉例說(shuō)明按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的背光單元的剖面圖。
在圖2中，本發(fā)明的該液晶顯示器(在下文中，稱為“LCD”)包括液晶顯示板(LCD板)200和背光單元202。
該LCD板200包括下偏振薄膜204、上偏振薄膜206、下玻璃基片208、上玻璃基片210、濾色器212、黑色矩陣214、像素電極216、公共電極218、液晶層220和TFT陣列222。
該濾色器212包括對(duì)應(yīng)于紅、綠和藍(lán)光的子濾色器，并且當(dāng)一定電壓被施加于該LCD的時(shí)候，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于紅、綠或者藍(lán)色的圖像。
該TFT陣列222作為開(kāi)關(guān)器件切換該像素電極216。
該像素電極216和該公共電極218按照從外部施加的一定電壓來(lái)排列該液晶層220的液晶。
該液晶層220包括該液晶，其中該液晶被按照該像素電極216和公共電極218的電壓差排列。因此，從背光單元(在下文中，稱為“BLU”)202提供的光根據(jù)該液晶的排列被入射導(dǎo)該濾色器212。
該BLU 202被設(shè)置該LCD板200之下，并且將例如白光的光提供給該LCD板200。
在圖3中，該BLU 202包括光源單元300、光導(dǎo)板310、反射片320和光學(xué)薄膜330。
該光源單元300被設(shè)置在該BLU 202的側(cè)面上，并且包括至少一個(gè)冷熒光燈(在下文中，稱為“CCFL”)302和反射板304。
該CCFL 302是一個(gè)發(fā)出明亮的白光的燈，但是不發(fā)散熱量。
該反射板304密封該CCFL 302，并且在光導(dǎo)板310的方向提供從該CCFL 302發(fā)出的光，以增強(qiáng)該光的效率。在這里，該反射板304由具有高反射率的物質(zhì)組成。此外，可以將銀(Ag)涂覆在該反射板304上。
該反射片320被設(shè)置在該光導(dǎo)板310之下，并且在光導(dǎo)板310的方向反射從該CCFL 302發(fā)出的光。為了增強(qiáng)該反射片320的反射率，可以將銀(Ag)涂覆在基底上，該基底由鋁(Al)等等組成。此外，可以將鈦(Ti)涂覆在該基底上，以便防止熱擾度。
該光導(dǎo)板310被設(shè)計(jì)使得從該光源單元300提供的光被全部地反射，如圖3所示。由于該CCFL 302被設(shè)置在該BLU 202的側(cè)面上，從該CCFL 302發(fā)出的光被聚焦到該BLU 202的邊緣，而沒(méi)有經(jīng)由其整個(gè)表面散射。因此，為了經(jīng)由該BLU 202的整個(gè)的表面均勻地散射光，光導(dǎo)板310被形成在該BLU 202中。該光導(dǎo)板310由透明的丙烯酸樹(shù)脂(acryl resin)，諸如聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl meta acrylate，在下文中，稱為“PMMA”)組成。在這里，該P(yáng)MMA具有高的強(qiáng)度，因此，不容易破裂和偏斜。此外，該P(yáng)MMA是輕的，并且對(duì)可見(jiàn)光線具有高的透射率。該光導(dǎo)板310在該LCD板200的方向輸出光。
該光學(xué)薄膜330包括散射片332、棱鏡片334和保護(hù)片336。
該散射片332散射或者聚集從該光導(dǎo)板310輸出的光。尤其是，該散射片332按照在該光和光導(dǎo)板310的法線之間的角度散射或者聚集從該光導(dǎo)板輸出的光。
該棱鏡片334在該保護(hù)片336的方向聚集通過(guò)該散射片332散射或者聚集的光的一部分，并且使用反射液晶在光導(dǎo)板310的方向反射其它的光。在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述包括在該棱鏡片334中的要素。
該保護(hù)片336被設(shè)置在該棱鏡片334之上，以保護(hù)該棱鏡片334避免灰塵等等，并且擴(kuò)大由該棱鏡片334變窄的視角。
在下文中將詳細(xì)描述該LCD的發(fā)光過(guò)程。
現(xiàn)在參考圖2，該BLU 202將其是白光的平面光提供給該LCD面板200。
隨后，該TFT陣列222切換該像素電極216。
然后，具有不同幅值的電壓被施加于該像素電極216和公共電極218，因此，該液晶層220被對(duì)應(yīng)于紅、綠和藍(lán)色子濾色器排列。在這種情況下，從該BLU 202提供的平面光通過(guò)該液晶層220，使得該平面光的量被調(diào)整，然后，該調(diào)整的平面光被提供給該濾色器212。因此，通過(guò)合成通過(guò)紅、綠和藍(lán)色子濾色器的光顯示一定圖像。
在下文中將詳細(xì)描述在該BLU 202中采用的該棱鏡片334。
圖4是舉例說(shuō)明圖3的棱鏡片的剖面圖。
在圖4中，該棱鏡片334包括棱鏡基底400、棱鏡410和偏振薄膜420。
該棱鏡基底400增強(qiáng)該棱鏡板334的耐熱特性和彎曲特性。
由于包括在該棱鏡片334中的該棱基底400，該棱鏡410可以被容易地形成。
該偏振薄膜420是通過(guò)在該棱鏡410上淀積第一層422和第二層424形成的，其中該第一層422和第二層424具有不同的折射率。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的該偏振薄膜420是通過(guò)依次重復(fù)地層壓該第一層422和第二層424形成的，如圖4所示。在這里，優(yōu)選地，該第一層422由具有高的折射率的物質(zhì)構(gòu)成，并且該第二層424由具有低的折射率的物質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)然，該第一層422也可以由具有低的折射率的物質(zhì)構(gòu)成，并且該第二層424可以由具有高的折射率的物質(zhì)構(gòu)成。
該偏振薄膜420在該光導(dǎo)板310的方向反射通過(guò)該散射片336散射的光的一部分，并且將其它的光提供給該LCD面板200。
在下文中將詳細(xì)描述該偏振薄膜420的操作。
圖5A是舉例說(shuō)明通常的棱鏡片的剖面圖，圖5B是舉例說(shuō)明示出取決于入射到該棱鏡片的光的入射角的P波和S波的反射率圖形的平面圖。圖6A是舉例說(shuō)明示出當(dāng)入射到該棱鏡片的光的入射角是0°的時(shí)候P波和S波的透射率圖形的平面圖，圖6B是舉例說(shuō)明示出當(dāng)入射到該棱鏡片的光的入射角是高于0°的時(shí)候P波和S波的透射率變化的圖形的平面圖。
在圖5A中，通常的棱鏡片包括棱鏡基底430和棱鏡440。在光入射到由單一介質(zhì)組成的該棱鏡板的情況下，反射角度是依賴于入射角(θ)變化的。
在圖5B中，P波和S波的反射率是取決于入射的角度(θ)而變化的。在該入射角(θ)大約是0°或者90°的情況下，P波的反射率基本上與S波是相同的。在該入射角(θB)是在0°和90°之間的情況下，P波的反射率降低。特別地，在對(duì)應(yīng)于布魯斯特角(θB)的入射角(θ)上P波的反射率突然地降低。當(dāng)光以一個(gè)對(duì)應(yīng)于該布魯斯特角(θB)的入射角入射到該棱鏡片的時(shí)候，S波的一些被在該光導(dǎo)板310的方向反射，并且P波的大部分被經(jīng)由該棱鏡片輸出。換句話說(shuō)，存在偏振分光現(xiàn)象。但是，由于由單一介質(zhì)組成的該棱鏡片僅僅反射S波的一些，偏振分光度(A)是低的。因此，為了增強(qiáng)該偏振分光功能，該偏振是通過(guò)在該棱鏡410上交替地層壓第一層422和第二層424形成的，如圖4所示。在這種情況下，入射到該棱鏡片的光的反射率可以按照導(dǎo)納圖原理(Admittance Diagram theory)控制。在這里，層壓的數(shù)目是通過(guò)參考偏振分光度(A)設(shè)置的。
在包括多層的偏振薄膜420的棱鏡片334中，該偏振分光功能取決于入射到該棱鏡板334的光的入射角。在入射到該棱鏡片334的光的入射角(θ1)是0°的情況下，P波的透射率與S波的透射率是相同的，如圖6A所示。即，該棱鏡片334不執(zhí)行該偏振分光功能。在該入射角(θ1)被逐漸地增大的情況下，如圖6B所示，示出P波的透射率的曲線與示出S波的透射率的曲線相比較向左移動(dòng)。因此，在特定的波長(zhǎng)區(qū)中，例如，在大約400λ到700λ的可見(jiàn)光區(qū)中出現(xiàn)該偏振分光現(xiàn)象。與對(duì)應(yīng)于由單一介質(zhì)組成的該棱鏡片的偏振分光度(A)相比較，偏振分光度(B)被增強(qiáng)。
按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的入射到該棱鏡片334的該入射角(θ1)大約是在35°和55°之間，優(yōu)選是45°。
簡(jiǎn)而言之，該偏振薄膜420在該LCD面板200的方向輸出由散射片336散射的光的P波，并且在該光導(dǎo)板310的方向反射由散射片336散射的光的S波。由該偏振薄膜420反射的S波被該光導(dǎo)板310或者該反射片320再次反射。在這種情況下，由該光導(dǎo)板310或者該反射片320再次反射的光按照光的物理特性包括P波和S波。換句話說(shuō)，由該偏振薄膜420反射的該S波通過(guò)被光導(dǎo)板310或者反射片320再次反射變成包括P波和S波的光。
隨后，該變化的光被經(jīng)由該散射片332入射到該偏振薄膜420。因此，該變化的光的P波被經(jīng)由該偏振薄膜420在該LCD板200的方向傳輸，并且該S波被在該光導(dǎo)板310的方向反射。
然后，該反射的光被該光導(dǎo)板310或者該反射片320再次反射，從而被變成包括P波和S波的光。
該BLU 202通過(guò)重復(fù)以上所述的過(guò)程增強(qiáng)該光的效率。
此外，由于該棱鏡片334執(zhí)行偏振功能以及聚集功能，不需要額外的反射偏振器薄膜層。
從本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，注意到，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以上的教導(dǎo)進(jìn)行修改和變化。因此，應(yīng)該明白，可以在由所附的權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對(duì)本發(fā)明的特定的實(shí)施例進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種在背光單元中采用的棱鏡片，包括棱鏡；和薄膜，其通過(guò)在該棱鏡上淀積第一層和第二層而形成，其中該第一層和第二層具有不同的折射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的棱鏡片，其中該第一層是由具有高折射率的物質(zhì)制成的，而該第二層是由具有低折射率的物質(zhì)制成的。
3.一種在液晶顯示器中采用的背光單元，包括散射片，其形成在光導(dǎo)板上；和棱鏡片，其形成在該散射片上，并且具有多個(gè)棱鏡，其中該棱鏡片包括通過(guò)在該棱鏡上淀積具有不同的折射率的第一層和第二層而形成的薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的背光單元，其中該第一層是由具有高折射率的物質(zhì)制成的，并且該第二層是由具有低折射率的物質(zhì)制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的背光單元，其中該薄膜在該光導(dǎo)板的方向反射從該散射片入射的光的一部分。
6.一種在背光單元中采用的棱鏡片，包括棱鏡；和薄膜，其通過(guò)在該棱鏡上淀積第一層和第二層而形成，其中該第一層和第二層具有不同的折射率，并且被依次重復(fù)地層壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的棱鏡片，其中該第一層是由具有高折射率的物質(zhì)制成的，而該第二層是由具有低折射率的物質(zhì)制成的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于執(zhí)行偏振功能的棱鏡片。該棱鏡片包括棱鏡和偏振薄膜。該偏振薄膜是通過(guò)在該棱鏡上淀積第一層和第二層形成的，其中該第一層和第二層具有不同的折射率。該棱鏡片包括多層的偏振薄膜，從而通過(guò)該偏振薄膜傳輸入射于此的光的一部分。
文檔編號(hào)G02B5/02GK1920636SQ20051013391
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者李承浩, 李元雄 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社