CN101122646A - 偏光片及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏光片，该偏光片包括：一个透明基板，该透明基板具有一个入光面和一个出光面，该入光面和该出光面平行。该透明基板的材料是各向异性材料。该出光面上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽，所述若干凹槽的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面。本发明还涉及一种采用该偏光片的液晶显示装置。所述偏光片不仅具有良好的散射性质，且使用该偏光片可得到具有高亮度的液晶显示装置，有效提高光的利用率。

Description

偏光片及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种偏光片，及一种采用该偏光片的液晶显示装置。
背景技术
近年来，由于液晶显示装置具轻、薄、耗电小等优点，所以被广泛应用于笔记本计算机、行动电话、个人数字助理等现代化信息设备。液晶显示装置是一种被动组件，其本身并不能发光，需利用一光源系统作为液晶显示装置的光源，如背光系统。常见的背光系统包括导光板和光源。自背光系统出射的光线进入液晶单元时必须为偏振光，因而通常需要在液晶单元两侧贴上偏光片以整合液晶的偏振态。
现有偏光片有吸收式偏光片和反射式偏光片。吸收式偏光片一般为碘系偏光片或染料系偏光片。背光系统出射的光线进入偏光片后，偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光通过偏光片直接出射，而偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光被偏光片吸收。该种偏光片最大光透过率理论上为50％，实际上仅能达到40％多，光利用率较低。而且制造上述偏光片，需通过染色、延伸、贴合、干燥等多个步骤，其制程复杂。
现有的反射式偏光片的作用是使偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光通过偏光片直接出射，而将偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光反射，反射光通过两个1/4波片或一个1/2波片后相位延迟1/2个中心波长，因而偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光相位延迟1/2个中心波长后变成偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光，再经过偏光片出射。这种偏光装置光最大透过率理论上可达到100％，实际上一般为70％左右。但利用此种偏光装置其结构较为复杂，需要增加两个1/4波片或一个1/2个波片和一反射膜，成本也比较高。
发明内容
有鉴于此，提供一种透光率高的偏光片实为必要。
本发明涉及一种偏光片，该偏光片包括：一透明基板，该透明基板具有一个入光面和一个出光面，该入光面和该出光面平行。该透明基板的材料是各向异性材料。该出光面上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽，所述若干凹槽的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面。
本发明还涉及一种采用上述偏光片的液晶显示装置，其包括：一液晶板，在液晶板之一侧依次堆叠有偏光片，导光板、反射板或扩散反射板。该偏光片包括一个透明基板，该基板具有一个入光面和一个出光面。该出光面上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽，所述若干凹槽的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面。
相较于现有技术，所述偏光片不仅具有良好的散射性质，且使用该偏光片可得到具有高亮度的液晶显示装置，有效的提高光的利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种偏光片的俯视图。
图2为本发明实施例提供的一种偏光片的剖视图。
图3为本发明实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种偏光片100，该偏光片包括一个透明基板110，该基板110具有一个入光面112和一个出光面114。该出光面114上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽120，所述若干凹槽120的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽120的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面114。
所述之透明基板110由具有光学各向异性性质材料制成，该透明基板110至少可以让可见光(中心波长范围约为390纳米至780纳米)透过。在本实施例中，该透明基板110的材料为方解石，方解石可以让中心波长范围为350纳米至2300纳米的光透过。当然，该透明基板110也可以由三氧化二铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)或钒酸钇(YVO4)等其它各向异性材料制成。所述透明基板110的厚度约为1毫米至10毫米，较佳为2毫米至5毫米。
该透明基板110的出光面114上具有若干个凹槽120，该若干个凹槽120在与出光面平行之平面上的截面可以为但不局限于椭圆形、卵形，只要此形状具有一长轴和一短轴即可，在本实施例中该若干个凹槽的截面为椭圆形。该若干个凹槽120的深度约为2微米至100微米，较佳为5微米至50微米。该若干个椭圆形凹槽120的短轴的尺寸小于入射光的中心波长，较佳为入射光中心波长的一半，该若干个椭圆形凹槽120的长轴的尺寸等于或大于入射光的中心波长，较佳为入射光中心波长的两倍。该若干个凹槽120的长轴方向是沿同一方向，且该方向与该透明基板110表面平行。该若干个椭圆形凹槽120的长短轴尺寸比为2至100，较佳为5至20。该若干个凹槽120可以采用激光加工方法在透明基板表面形成。
该透明基板110进一步包括一抗反射膜(Antireflective Coating)130，该抗反射膜130形成于透明基板110的出光面114上。该抗反射膜130至少可以让可见光透过。该抗反射膜130包括四层子膜层：一层二氧化钛层(TiO2)，其厚度为10纳米至16纳米，折射率约为2.35左右；一层二氧化硅(SiO2)层，其厚度为26纳米至32纳米，折射率为1.46左右；一层二氧化钛层，其厚度为80纳米至120纳米；一层二氧化硅层，其厚度为78纳米至86纳米。可以理解，该领域技术人员可以根据实际情况选择不同的抗反射膜结构。该抗反射膜可以采用真空镀膜法在该透明基板带若干个凹槽的表面上形成。真空镀膜法可包括电子束蒸镀法(Electron-Beam Evaporation)、离子束蒸镀法(Ion-BeamEvaporation)、磁控溅镀法(Magnetron Sputtering)及电子自旋共振沉积法(Electron Spin Resonance Deposition)等。
请参阅图3，并同时参阅图2，本发明实施例提供的一种使用上述偏光片的液晶显示装置200。该液晶显示装置包括一液晶板210，在液晶板210之一侧依次堆叠有偏光片100，导光板230、反射板或扩散反射板240。该偏光片100包括一个透明基板110，该基板具有一个入光面112和一个出光面114。该出光面114上具有若干个椭圆形凹槽120，所述若干凹槽120的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽120的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面114。该液晶显示装置200还可以进一步包括背光光源，该背光光源可以为直下式的，也可以为测光式的。
当光源发出的光经过导光板通过方解石这样的各向异性的透明基板110后分为偏振方向互相垂直的o光和e光，其中偏振方向与凹槽长轴方向一致的光通过该基板110，而另一部分偏振方向与凹槽短轴方向一致的光发生散射，经由反射板240反射或者扩散反射板240散射及反射后再一次重新返回基板110重复利用，这样经多次重复利用后，大部分光源发出的光都可以转变成单一偏振态的线偏振光进入液晶板210。这样不仅有效提高了光的利用率，液晶显示装置200的亮度也提高了。
相较于现有技术，所述的偏光片100通过在基板110的出光面114上设置若干个具有长轴和短轴的凹槽120，且所述若干凹槽120的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽120的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，使得自然光通过该偏光片时一部分直接透过，一部分发生散射。当该偏光片100应用于液晶显示装置200时，部分被散射的光通过反射板240等元件又重新回到偏光片100中得到了重复利用。因此该偏光片不仅具有良好的散射性质，且使用该偏光片可得到具有高亮度的液晶显示装置，有效的提高光的利用率。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种偏光片，其包括：一个透明基板，该透明基板具有一个入光面和一个出光面，该入光面和该出光面平行，其特征在于：该透明基板的材料为各向异性材料；该出光面上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽，所述若干凹槽的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面。
2.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该透明基板的材料选自方解石、二氧化硅、三氧化二铝和钒酸钇晶体中的任一种。
3.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该透明基板的厚度为1毫米至10毫米。
4.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该凹槽的深度为2微米至100微米。
5.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该凹槽的短轴尺寸为入射光中心波长的一半。
6.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该凹槽的长轴尺寸为入射光中心波长的两倍。
7.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该出光面上进一步设置一层抗反射膜。
8.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：该若干个凹槽在与出光面平行之平面上的截面为椭圆形。
9.一种液晶显示装置，其包括：一个液晶板，在液晶板之一侧依次堆叠有一个偏光片，一个导光板，一个反射板，其特征在于：该偏光片包括一个透明基板，该透明基板具有一个入光面和一个出光面，该入光面和该出光面平行，该透明基板的材料为各向异性材料，该出光面上具有若干个具有长轴和短轴的凹槽，所述若干凹槽的短轴尺寸小于入射光的中心波长，所述若干凹槽的长轴尺寸等于或大于入射光的中心波长，且长轴平行于该出光面。
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