[發明專利]偏振光導板單元和使用其的背光單元及顯示裝置

無效

• 申請號: 200610171140.0
• 申請日: 2006-12-25
• 公開（公告）號: CN101063767A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 黃圣模;劉在鎬
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G02F1/1335
• 分類號: G02F1/1335;G02B6/00;G02B5/30;G02F1/1333
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及具有改善了偏振性能的偏振光導板(LGP)單元和使用該偏振LGP單元的背光單元，以及使用該背光單元的顯示裝置。

背景技術

平板顯示器分為自身發光來產生圖像的自發射顯示器和利用來自外光源的光來產生圖像的非發射顯示器。非發射顯示器的典型例子是液晶顯示器(LCD)。LCD需要諸如背光單元的單獨光源以便產生圖像。

現有的LCD僅使用從光源發射光的總量的約5％來產生圖像。光利用率低是由LCD內的偏光器或濾色器中的光吸收所造成。LCD包括分別具有第一和第二電極的第一和第二基板，該第一和第二電極與注入在第一和第二基板之間的液晶材料一起用來產生電場。形成有第一電極的第一基板表面設置成面對形成有第二電極的第二基板表面。在LCD中，通過把電壓施與第一和第二電極上所產生的電場改變液晶分子的排列來控制光的透射率。這樣，LCD顯示圖像。

就是說，LCD像快門一樣動作，通過改變線性偏振光的偏振方向使得光穿過或不穿過。因為LCD僅利用在一個方向上的線性偏振光，所以在LCD的前面和后面都設有偏光器。設置在LCD兩邊的偏光器是吸收偏光器，其透射在一個方向上偏振的光并吸收在另一方向偏振的光。吸收約50％的入射光到偏光器中是LCD光利用率低的最大因素。

為了減輕這一問題，正在積極地進行研究以通過替換吸收偏光器或通過將大多數的光轉換成與設置在LCD后表面上的后偏光器的偏振方向具有相同偏振方向的光來提高光利用率。例如，諸如雙亮度增強膜(DBEF)的多層反射偏振膜可以貼附到光導板(LGP)上，以便提高LCD的光利用率。然而，由于反射偏振膜的昂貴和偏振轉換元件的缺乏，所以難于增加光利用率。因而，有必要集中研究分離和轉變偏振的偏振LGP。

圖1是常規偏振背光單元的截面圖。參考圖1，該常規偏振背光單元包括：用作線光源的燈L，設置在LGP1的一側并圍繞燈L的銀片R，設置在LGP1的底面4上的偏振轉換元件15，面對LGP1的出射表面3設置的偏振分離板8，以及面對偏振分離板8的棱鏡片10。

LGP1將由燈L發射并通過入射面2入射的光轉換成通過出射面3出射的面光。偏振分離板8導致僅一種偏振態的光在分離后出射，同時偏振轉換元件15轉換其他偏振態的光的偏振方向，從而增加光利用率。然而，利用折射率和入射角之間的關系來分離一種偏振態的光的偏振分離板8不能使光垂直于出射表面3離開。因而，該常規的背光單元發射具有廣角度范圍的光，并需要分開的棱鏡片10，其使光垂直于出射面3出射。同樣，棱鏡片10沒有集成到LGP1中，從而使LGP1的制作復雜。

發明內容

本發明提供具有改善了偏振性能的偏振光導板(LGP)單元和帶有偏振LGP單元的背光單元，以及帶有背光單元的顯示裝置。

根據本發明的一個方面，提供有一種偏振LGP單元，其包括：LGP，引導由光源發射的光；準直儀，設置在LGP上，并包括多個反射圖案，每個圖案具有斜面，其反射在向上的方向上LGP出射的光；和偏振分離層，設置在多個反射圖案和LGP之間，并透射第一偏振態的光，而反射與第一偏振態成直角的第二偏振態的光。

根據本發明的另一方面，提供有一種背光單元，其包括：光源；LGP，引導由光源發射的光；準直儀，設置在LGP上，并包括多個反射圖案，每個圖案具有斜面，其反射在向上方向上LGP出射的光；和偏振分離層，設置在多個反射圖案和LGP之間，并透射第一偏振態的光，而反射與第一偏振態成直角的第二偏振態的光；和反射板，設置在LGP的一側上。

根據本發明的另一方面，提供有一種顯示裝置，其包括：背光單元，該背光單元包括：光源；引導由光源發射的光的LGP；準直儀，其設置在LGP上并包括多個反射圖案，每個圖案具有斜面，其反射在向上的方向上LGP出射的光；偏振分離層，設置在多個反射圖案和LGP之間，并透射第一偏振態的光，而反射與第一偏振態成直角的第二偏振態的光；和設置在LGP的一側上的反射板；以及顯示面板，利用背光單元出射的光產生圖像。

附圖說明

參照附圖，通過詳細描述其中的示范性實施例，本發明的上述和其它特征及優點將變得更明了，其中：

圖1是常規偏振背光單元的截面圖；

圖2是根據本發明實施例的偏振光導板(LGP)單元和采用該偏振LGP單元的背光單元的截面圖；

圖3A和3B是根據本發明實施例的如圖2所示的準直儀的透視圖；

圖4是示出根據本發明實施例的圖2所示的偏振分離層的結構和分離偏振過程的示意圖；