專利名稱：液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器。更具體地講，本發(fā)明涉及一種無需使用光學(xué)膜就具有良好的光效率的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)包括LCD面板。LCD面板包括薄膜晶體管(TFT)基底，TFT形成在該基底上；濾色器基底，濾色器形成在該基底上；液晶層，置于TFT基底和濾色器基底之間。由于LCD面板本身不發(fā)光，所以LCD可包括在TFT基底背面的背光單元。根據(jù)液晶層的取向來調(diào)整從背光單元產(chǎn)生的光的透光率。
圖1是示出傳統(tǒng)LCD的圖。
LCD100包括LCD面板110和對LCD面板110提供光的背光單元120。
背光單元120包括按行排列的燈121、設(shè)置在燈121的背面的反射板122以及設(shè)置在燈121前面的光學(xué)膜123、124、125和126。
燈121可以設(shè)置為冷陰極熒光燈(CCFL)或外電極熒光燈(EEFL)。從各燈121產(chǎn)生的光在所有方向上被輻射。向下部方向輻射的光被反射板122反射并被向漫射板123引導(dǎo)。
漫射板123包含漫射元件并漫射從燈121產(chǎn)生的光。因此，LCD100具有均勻的亮度分布。在使用線光源如燈121的情況下，根據(jù)線光源的排列會(huì)產(chǎn)生亮線。漫射板123會(huì)減少這種亮線的出現(xiàn)。
漫射膜124包含球形的精細(xì)顆粒以漫射入射光，因此提高了在向前的方向上的光的均勻性和亮度。
在棱鏡膜125上，形成了棱鏡，以提高向前方向的亮度?？梢允褂脙蓪踊蚋鄬拥睦忡R膜125。
反射偏振膜126反射具有不同偏振方向的光。通過漫射板123和反射板122來改變反射的光的偏振方向，然后改變偏振方向的光再次進(jìn)入反射偏振膜126。因此，提高了偏振效率。
然而，由于棱鏡膜125和反射偏振膜126的成本高，所以提高了制造成本。對于大尺寸的LCD100，棱鏡膜125和反射偏振膜126的成本尤其高。
因此，需要一種無需使用昂貴的膜就具有高效率的改進(jìn)的液晶顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例致力于至少解決上述問題和/或缺點(diǎn)并至少提供以下優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種無需使用昂貴的光學(xué)膜就具有高效率的液晶顯示器。
本發(fā)明的以上和/或其它方面通過提供一種液晶顯示器來顯示，所述液晶顯示器包括光源單元；光轉(zhuǎn)換單元，用于接收來自所述光源單元的光并改變接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收來自光轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換的光并提高所述轉(zhuǎn)換的光的向前的亮度；液晶顯示面板，設(shè)置在所述屏幕的前面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液晶顯示器還包括在所述屏幕的出射表面上的菲涅爾結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光轉(zhuǎn)換單元包括將非偏振入射光轉(zhuǎn)換成S波的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光轉(zhuǎn)換單元包括將非偏振入射光轉(zhuǎn)換成P波的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光轉(zhuǎn)換單元還包括光隧道。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光源單元包括燈，用于產(chǎn)生光；燈反射器，圍繞所述燈，并向所述光轉(zhuǎn)換單元反射從所述燈產(chǎn)生的光。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述燈反射器包括橢圓型燈反射器，來自所述光源單元的光穿過所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)入所述光隧道。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液晶顯示器包括設(shè)置在所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述光隧道之間的聚光透鏡，其中，所述燈反射器包括拋物線型燈反射器，并且來自所述光源單元的光穿過所述光轉(zhuǎn)換單元進(jìn)入所述光隧道。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光轉(zhuǎn)換單元還包括成對設(shè)置并彼此面對的復(fù)眼透鏡陣列。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述光源單元包括燈，用于產(chǎn)生光；拋物線型燈反射器，圍繞所述燈，并向所述光轉(zhuǎn)換單元反射來自所述燈的光。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，來自所述光源單元的光穿過所述復(fù)眼透鏡陣列進(jìn)入所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括與所述復(fù)眼透鏡陣列中的每個(gè)透鏡對應(yīng)的子偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液晶顯示器還包括反射鏡，所述反射鏡設(shè)置在所述光轉(zhuǎn)換單元和所述屏幕之間并改變所述光的行進(jìn)路徑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液晶顯示器還包括紫外線濾波器，設(shè)置在所述光源單元和所述光轉(zhuǎn)換單元之間，用于阻擋入射的紫外線。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述液晶顯示器還包括設(shè)置在所述液晶顯示面板和所述屏幕之間的漫射片。


通過下面結(jié)合附圖對示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的以上和/或其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中圖1是示出傳統(tǒng)LCD的圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD的構(gòu)造的圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD的光隧道的圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD的屏幕的圖；圖6和圖7分別示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例和第三示例性實(shí)施例的LCD。
在所有附圖中，相同的標(biāo)號(hào)將被理解為表示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
提供了在說明中限定的事物如詳細(xì)的構(gòu)造和元件，以有助于全面理解本發(fā)明的實(shí)施例，并且這些事物僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以對在此描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。另外，為了清楚和簡潔起見，省略了對已知功能和構(gòu)造的描述?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下面，通過參照附圖來描述示例性實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
將參照圖2至圖5來描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的LCD。
如圖2至圖5所示，本發(fā)明的示例性LCD 1包括LCD面板10、光源單元20、光轉(zhuǎn)換單元40和屏幕71。紫外線濾波器31設(shè)置在光源20和光轉(zhuǎn)換單元40之間，反射鏡61設(shè)置在光轉(zhuǎn)換單元40和屏幕71之間，漫射膜81設(shè)置在LCD面板10和屏幕71之間。LCD還包括各種光學(xué)透鏡51至54。
光源單元20包括產(chǎn)生光的燈21和燈反射器22。燈21產(chǎn)生白色非偏振光。燈反射器22反射由燈21產(chǎn)生的光，以引導(dǎo)所述光的行進(jìn)方向。
燈反射器22可為拋物線型或橢圓型。橢圓型具有與燈21對應(yīng)的第一焦點(diǎn)和聚集光的第二焦點(diǎn)。拋物線型使得燈反射器22反射的光為平行光。在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例中，燈反射器22是橢圓型。
從光源單元20產(chǎn)生的光通過燈反射器22被聚集在第二焦點(diǎn)上，并且所述光在被聚集的同時(shí)穿過紫外線濾波器31。通過紫外線濾波器31減少入射在光轉(zhuǎn)換單元40上的紫外線。
用于轉(zhuǎn)換入射光的偏振狀態(tài)的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410和光隧道420按順序設(shè)置在光轉(zhuǎn)換單元40中。
如圖3所示，偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410包括偏振分離元件411、反射元件412和半波長板413。偏振分離元件411透射大部分P偏轉(zhuǎn)光并反射大部分S偏振光。S偏振光和P偏振光相互以直角交叉。反射元件412反射來自偏轉(zhuǎn)分離元件411的S偏振光，并使得反射后的光平行于P偏振光行進(jìn)。半波長板413設(shè)置在S偏振光的行進(jìn)路徑上，并將所述的S偏振光轉(zhuǎn)換為P偏振光。因此，從光源單元20產(chǎn)生的光被轉(zhuǎn)換為P偏振光，然后進(jìn)入光隧道420。
在另一示例性實(shí)施例中，偏振分離元件411可以反射P偏振光，半波長板413可以將反射的P偏振光轉(zhuǎn)換成S偏振光。然后，從光源單元20產(chǎn)生的光被轉(zhuǎn)換成S偏振光，然后進(jìn)入光隧道420。
如圖4所示，光隧道420具有中空的四方柱形狀，并且內(nèi)表面包含反光材料如鏡子。進(jìn)入光隧道420的入射光被內(nèi)表面反復(fù)反射，因此，從光隧道420出射具有均勻亮度分布的光。
從光隧道420出射的光穿過光學(xué)透鏡51、52和53，然后進(jìn)入反射鏡61。反射鏡61使入射光的行進(jìn)方向轉(zhuǎn)向屏幕71。在示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向90°。
如果光源單元20、光轉(zhuǎn)換單元40、屏幕71和LCD面板10設(shè)置成一排，則LCD 1的厚度會(huì)顯著增大。用反射鏡61來解決厚度增大的問題。光源單元20和光轉(zhuǎn)換單元40可平行于LCD面板10的表面設(shè)置，并且可設(shè)置在LCD面板10的下部?？蛇x擇地，如果需要，可在光轉(zhuǎn)換單元40和光學(xué)透鏡51之間安裝其它的鏡子。
由反射鏡61反射的光穿過光學(xué)透鏡54并被傳遞到屏幕71。
屏幕71具有與LCD面板10對應(yīng)的尺寸。屏幕71提高了向前的亮度。
如圖5所示，菲涅爾(Fresnel)透鏡72設(shè)置在屏幕71的光出射表面上。菲涅爾透鏡72包含多個(gè)同心圓72a、72b、72c和72d。同心圓72a、72b、72c和72d中的每個(gè)突出以具有鋸齒形狀。當(dāng)中心出射表面A相對平坦時(shí)，外圍出射表面B、C、D和E向中心出射表面A傾斜。外圍出射表面B、C、D和E的傾斜角度向著中心出射表面A逐漸變小。進(jìn)入菲涅爾透鏡72的光垂直于菲涅爾透鏡72出射，因此，增大了向前的亮度。
當(dāng)從屏幕71出射的光穿過漫射膜81時(shí)，它的均勻性提高，然后進(jìn)入LCD面板10。通過漫射膜81增大了視角。
根據(jù)第一示例性實(shí)施例，使用轉(zhuǎn)換入射光的偏振狀態(tài)的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的反射偏振膜。使用增大入射光的向前的亮度的屏幕71來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的棱鏡膜。另外，使用提高入射光的均勻性的光隧道420來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漫射板。
圖6和圖7分別示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例和第三示例性實(shí)施例的LCD。
根據(jù)第二示例性實(shí)施例的LCD 1具有拋物線型的燈反射器22。從光源單元20出射的光平行行進(jìn)。
從光源單元20出射的光穿過偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410并被轉(zhuǎn)換成P偏振光。因?yàn)檫M(jìn)入偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的光沒有聚集在焦點(diǎn)上，所以與第一示例性實(shí)施例相比，偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410被設(shè)置有較大的尺寸。在這種構(gòu)造中，進(jìn)入偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的光的入射角減小，因此提高了偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的偏轉(zhuǎn)效率。
來自偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的光穿過聚光透鏡430并被聚集。然后，聚集的光進(jìn)入位于聚光透鏡430的焦點(diǎn)上的光隧道420。
根據(jù)第三示例性實(shí)施例的LCD 1具有拋物線型的燈反射器22。從光源單元20出射的光平行行進(jìn)。
從光源單元20出射的光進(jìn)入復(fù)眼透鏡陣列440a和440b。復(fù)眼透鏡陣列440a和440b成對設(shè)置并相互面對。來自復(fù)眼透鏡陣列440a和440b的光具有均勻的分布，并進(jìn)入偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410。與第二示例性實(shí)施例一樣，進(jìn)入偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的光的入射角減小，因此提高了偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410的偏轉(zhuǎn)效率。
偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)410包括子偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)415。每個(gè)子偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與復(fù)眼透鏡陣列440b中的每個(gè)透鏡441對應(yīng)，其中，光從所述復(fù)眼透鏡陣列440b中的每個(gè)透鏡441出射。
在前述的示例性實(shí)施例中，光源單元20和光轉(zhuǎn)換單元40可為大尺寸的LCD面板10提供光，而無需增大尺寸。因此，如果使用大尺寸的LCD面板10，例如，使用40英寸或更大尺寸的LCD面板，則可以以低成本來提供背光單元。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明做出各種修改和變化。因此，只要本發(fā)明的修改和變化在權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)，本發(fā)明意在覆蓋這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，包括光源單元；光轉(zhuǎn)換單元，用于接收來自所述光源單元的光并改變接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收來自所述光轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換的光并提高所述轉(zhuǎn)換的光的向前的亮度；液晶顯示面板，設(shè)置在所述屏幕的前面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括在所述屏幕的出射表面上的菲涅爾結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述光轉(zhuǎn)換單元包括將非偏振入射光轉(zhuǎn)換成S波的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述光轉(zhuǎn)換單元包括將非偏振入射光轉(zhuǎn)換成P波的偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中，所述光轉(zhuǎn)換單元還包括光隧道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中，所述光源單元包括燈，用于產(chǎn)生光；燈反射器，圍繞所述燈，并向所述光轉(zhuǎn)換單元反射從所述燈產(chǎn)生的光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中，所述燈反射器包括橢圓型燈反射器，來自所述光源單元的光穿過所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)入所述光隧道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置在所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述光隧道之間的聚光透鏡，其中，所述燈反射器包括拋物線型燈反射器，來自所述光源單元的光穿過所述光轉(zhuǎn)換單元進(jìn)入所述光隧道。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中，所述光轉(zhuǎn)換單元還包括成對設(shè)置并彼此面對的復(fù)眼透鏡陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中，所述光源單元包括燈，用于產(chǎn)生光；燈反射器，圍繞所述燈，并向所述光轉(zhuǎn)換單元反射來自所述燈的光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液晶顯示器，其中，來自所述光源單元的光穿過所述復(fù)眼透鏡陣列進(jìn)入所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液晶顯示器，其中，所述偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括與所述復(fù)眼透鏡陣列中的每個(gè)透鏡對應(yīng)的子偏振轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括反射鏡，所述反射鏡設(shè)置在所述光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和所述屏幕之間并改變所述光的行進(jìn)路徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括紫外線濾波器，設(shè)置在所述光源單元和所述光轉(zhuǎn)換單元之間，用于阻擋入射的紫外線。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，還包括設(shè)置在所述液晶顯示面板和所述屏幕之間的漫射片。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括光源單元；光轉(zhuǎn)換單元，用于接收來自光源單元的光并改變接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收來自光轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換的光并提高所述轉(zhuǎn)換的光的向前的亮度；液晶顯示面板，設(shè)置在所述屏幕的前面。因此，本發(fā)明提供了一種無需利用昂貴的光學(xué)膜就具有高的光效率的液晶顯示器。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1955810SQ20061014270
公開日2007年5月2日 申請日期2006年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者樸峻贊, 洪昌完, 全基郁, 樸永浚 申請人:三星電子株式會(huì)社