CN101556399B - 复合偏振片及包括该复合偏振片的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合偏振片及包括该复合偏振片的液晶显示器。所述液晶显示器(LCD)包括LCD面板、导光板(LGP)和复合偏振片，LCD面板包括设置在LCD面板的至少一个表面上的偏振板，LGP设置在LCD面板下并包括反射图案，反射图案将入射在LGP上的光反射向LCD面板，复合偏振片设置在LCD面板和LGP之间，并包括：表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此基本平行地排列；反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向定向的透射轴，其中，第二方向是与偏振板的偏振轴基本平行和垂直的方向之一。

Description

复合偏振片及包括该复合偏振片的液晶显示器
本申请要求于2008年4月11提交的第10-2008-0033746号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及一种复合偏振片和一种包括所述复合偏振片的液晶显示器(LCD)，更具体地讲，涉及一种能够降低制造成本并改善显示质量的复合偏振片和一种包括所述复合偏振片的LCD。
背景技术
由于液晶的不发光的特性，所以典型的液晶显示器(LCD)包括LCD面板和背光单元。LCD面板通常包括第一基板、第二基板以及设置在第一基板和第二基板之间的液晶(LC)层，其中，在第一基板中形成有电场产生电极(例如，像素电极和/或共电极)。LCD这样显示图像，即，将电压施加到场产生电极以在LC层中产生电场，其中，所述电场确定LC层中的LC分子的取向，从而调节通过LCD的入射光的偏振。LCD面板本身包括非发射型显示装置，背光单元将光提供到LCD面板。通常，背光单元包括：光源，用于产生光；导光板(LGP)，接收从光源发射的光，并将所述光引导向LCD面板；一个或多个光学片，用于提高穿过LGP的光的亮度和均匀性；反射器片，设置在LGP下。
发明内容
在液晶显示器(LCD)中，来自背光单元的光不会有效地透射到LCD面板。光的损失会降低LCD的亮度，从而使显示质量劣化。处于增强亮度的目的而使用光学片会增加制造成本。
本发明提供一种可以提供低的制造成本和改进的显示质量的复合光学片。本发明还提供一种可以提供低的制造成本和改进的显示质量的LCD。本发明的上面和其它的目的将在下面的示例性实施例的描述中被描述，或者通过下面的示例性实施例的描述而变得明显。
根据本发明的一方面，提供了一种LCD的示例性实施例，所述LCD包括LCD面板、导光板(LGP)和复合偏振片，LCD面板包括设置在LCD面板的至少一个表面上的偏振板，LGP设置在LCD面板下并包括反射图案，反射图案将入射在LGP上的光反射向LCD面板，复合偏振片设置在LCD面板和LGP之间，复合偏振片包括：表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此基本平行地排列；反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向定向的透射轴，其中，第二方向是与偏振板的偏振轴基本平行和基本垂直的方向之一。
根据本发明的另一方面，提供了一种LCD的示例性实施例，所述LCD包括LCD面板、LGP和复合偏振片，LCD面板包括液晶分子层，LGP设置在LCD面板下并具有将入射在LGP上的光向LCD面板反射的反射图案，复合偏振片设置在LCD面板和LGP之间，复合偏振片包括：表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此基本平行地排列；反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向延伸的透射轴，其中，第二方向与液晶分子层中最靠近复合偏振片的液晶分子取向所沿的方向一致。
根据本发明的又一方面，提供了一种复合偏振片的示例性实施例，所述复合偏振片包括：表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此基本平行地排列，其中，表面层允许穿过表面层的光沿与表面层基本垂直的方向定向；反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向延伸的透射轴，反射偏振层透射具有第一偏振的光并反射具有第二偏振的光，第一偏振沿第二方向定向，第二偏振沿与第二方向不同的方向定向。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的上面的和其它的特征和优点将变得更明显，附图中：
图1是根据本发明的液晶显示器(LCD)的示例性实施例的分解透视图；
图2是示出图1的LCD的示例性实施例中LCD面板和背光单元的示例性实施例的剖视图；
图3示出了图2中示出的导光板(LGP)的示例性实施例的底表面上形成的反射图案的示例性实施例；
图4是示出图1的LCD的示例性实施例中光学片的示例性实施例的分解透视图；
图5是示出图4中示出的棱镜片、复合偏振片、第一偏振板和第二偏振板之间的关系的概念图；
图6示出了图5中示出的反射偏振层的透射轴、第一偏振轴和第二偏振轴之间的关系；
图7是示出在图1的LCD的示例性实施例中将由光源发射的光提供到LCD面板的示例性实施例的过程的概念图；
图8示出根据本发明的LCD的示例性实施例中LGP的示例性实施例的底表面上形成的反射图案的示例性实施例；
图9是示出图8中示出的反射图案之一的图案图像的示例性实施例的示图；
图10A示出图8中示出的反射图案的图案图像；
图10B示出图3中示出的反射图案的图案图像；
图11是根据本发明的LCD的另一示例性实施例中LCD面板和背光单元的示例性实施例的剖视图；
图12是示出图11中示出的棱镜片、复合偏振片和第二偏振板之间的关系的概念图；
图13是根据本发明的LCD的另一示例性实施例中LCD面板和背光组件的另一示例性实施例的剖视图；
图14是示出图13中示出的LGP和光学片之间的关系的概念图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式来实施，不应该被理解为局限于在此提出的实施例。相反，提供这些实施例使本公开将是彻底的和完全的，并会将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。相同的标号始终表示相同的元件。
应该理解，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或者可以在它们之间存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列的项目的任意组合和所有组合。
应该理解的是，虽然术语第一、第二、第三等可以在这里用来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应该受这些术语限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
这里使用的术语仅为了描述具体的实施例的目的，而不意图限制本发明。如这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
另外，在这里可以使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语来描述如附图中示出的一个元件与另一元件的关系。应该理解的是，相对术语意在包括装置的除在附图中描述的方位之外不同方位。例如，如果在一个附图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件“下”侧上的元件应该被随后定位为在其它元件“上”侧。因此，根据附图的具体方位，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”两个方向。类似地，如果一个附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件“下”或“下方”的元件应该被随后定位为“在”其它元件“上”。因此，示例性术语“在......下”或“在......下方”可以包括上和下两种方位。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。将进一步理解，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用的字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域和本公开的上下文中它们的意思相一致的意思，而不意图被理想地或者过于正式地解释它们的意思。
在此参照作为本发明的理想实施例的示意性示出的剖视图来描述本发明的示例性实施例。这样，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的示出的形状变化。因此，本发明的实施例不应该被解释为限制于在此示出的区域的具体形状，而应该被解释为包括例如由制造导致的形状变形。例如，示出或描述为平坦的区域通常具有粗糙和/或非线性的部分。此外，示出的尖锐的角可以是圆的。因此，在附图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出区域的精确形状，也不意图限制本发明的范围。
下文中，将参照附图详细地描述本发明。
现在，将参照图1至图7来详细描述根据本发明的复合偏振片和包括所述复合偏振片的液晶显示器(LCD)600的示例性实施例。
图1是根据本发明的LCD的示例性实施例的分解透视图。
参照图1，LCD 600包括显示单元750和背光单元100，显示单元750由用于显示图像的LCD面板710和用于驱动LCD面板710的驱动电路单元716组成，背光单元100将光提供到LCD面板710。
LCD面板710包括第一基板712、与第一基板712相对的第二基板714、夹在第一基板712和第二基板714之间的液晶分子层(未示出)以及设置在LCD面板710的至少一个表面上的偏振板722和724。
在一个示例性实施例中，第一基板712可以为具有作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)矩阵(未示出)的TFT基板。每个TFT具有连接到多条数据线(未示出)中的对应的数据线的源极端、连接到多条栅极线(未示出)中的对应的栅极线的栅极端以及连接到多个像素电极中的对应的像素电极的漏极端。
在一个示例性实施例中，第二基板714可以为具有用于显示颜色的RGB像素(未示出)的滤色器基板。在一个示例性实施例中，滤色器可以通过薄膜工艺形成。共电极(未示出)形成在第二基板714上，共电极的示例性实施例可以由透明导电材料制成。
液晶分子层设置在第一基板712和第二基板714之间，并具有利用第一基板712和第二基板714之间产生的电场而取向的液晶分子。具体地讲，在一个示例性实施例中，液晶分子层可以为扭曲向列液晶分子层。如果在第一基板712和第二基板714之间没有产生电场，则扭曲向列液晶分子层中的分子的纵轴取向为与第一基板712和第二基板714的表面基本平行，并从第一基板712到第二基板714螺旋地扭曲大约90℃。如果在第一基板712和第二基板714之间形成足够的电场，则液晶分子的纵轴取向为与电场的方向平行并与第一基板712和第二基板714垂直。
偏振板722和724包括设置在LCD面板710的底表面上的第一偏振板722和设置在LCD面板710的顶表面上的第二偏振板724。
第一偏振板722设置在第一基板712下，并具有第一偏振轴。穿过第一偏振板722的光沿第一偏振轴的方向偏振，并入射在液晶分子层上。第二偏振板724设置在第二基板714上，并具有第二偏振轴。穿过液晶分子层的光可以通过第二偏振板724或被第二偏振板724阻挡，这依赖于所述光的偏振的方向是否与第二偏振轴的方向一致。
第一偏振轴和第二偏振轴彼此相交成0℃和90℃之间的角度。例如，在常白(normally white)模式下，第一偏振轴和第二偏振轴彼此相交成直角，例如，它们彼此基本正交。在常黑(normally black)模式下，第一偏振轴与第二偏振轴基本平行。将在后面详细描述第一偏振轴、第二偏振轴以及液晶分子的取向方向与第一偏振轴和第二偏振轴之间的关系。
在具有前述构造的LCD面板710中，可以将能量施加到TFT的栅极端，使得TFT导通，从而在像素电极和共电极之间产生电场。电场改变设置在第一基板712和第二基板714之间的液晶分子的排列(取向)。从背光单元100提供的光的透射率根据液晶分子的取向的变化而变化。
驱动电路单元716包括：栅极驱动器(未示出)，产生多个栅极信号，并将每个栅极信号提供到多条栅极线中的对应的栅极线；数据驱动器(未示出)，产生图像数据电压，并将每个数据电压提供到多条数据线中的对应的数据线。
在一个示例性实施例中，栅极驱动器和数据驱动器是集成电路，并可以以载带封装(TCP)、薄膜覆晶(COF)和其它类似构造的形式连接到LCD面板710。可选示例性实施例包括这样的构造，其中，栅极驱动器集成电路和数据驱动器集成电路可以直接安装在LCD面板710上。
背光单元100包括：光源110；光源盖112，保护光源110；导光板(LGP)200，引导由光源110发射的光的路径；反射器片120，设置在光源110下；至少一个光学片130，设置在LGP 200上。
光源110设置在LGP 200的至少一个侧表面处。光源110响应于外部施加的驱动功率而产生光。在一个示例性实施例中，光源110可以为具有长圆柱形状的冷阴极荧光灯(CCFL)。可选示例性实施例还包括这样的构造，其中，光源110可以为外部电极荧光灯(EEFL)，外部电极荧光灯具有形成在每个端部处的外部电极。对于本领域普通技术人员明显的是，可以使用可选的光源。
光源盖112围绕光源110的三个侧部，并覆盖光源110。光源盖112保护光源110并将从光源110产生的光反射向LGP 200，从而改善光的利用效率。
LGP 200引导从光源110入射的光的传播路径。为了防止光损失，在一个示例性实施例中，LGP 200由诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明材料制成。
LGP 200具有：入射表面210，从光源110发射的光入射到入射表面210中；顶表面220，接触入射表面210；底表面260，接触入射表面210并与顶表面220相对。在一个示例性实施例中，LGP 200可以具有厚度从入射表面210开始逐渐减小的楔形(如图2中所示)。这样的构造允许由设置在LGP 200的一侧处的光源110发射的光容易地到达LGP 200的底表面的距离光源110最远的部分。可选示例性实施例包括这样的构造，其中，LGP 200可以在顶表面和底表面之间具有均匀的厚度。在这样的可选示例性实施例中，光源110可以设置在LGP 200的任意一侧处。
LGP 200可以具有形成在其一个表面上的反射图案(未示出)，反射图案将入射在LGP 200上的光向LCD面板710反射，这将在后面更具体地描述。
反射器片120设置在LGP 200下。反射器片120将从LGP 200泄漏的光反射回LGP 200。反射器片120由高反射性材料制成，高反射性材料的示例性实施例包括白色聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或白色聚碳酸酯(PC)，或具有类似特性的其它材料。
为了增强从LGP 200发射的光的亮度或改善显示质量，将光学片130设置在LGP 200上，这将在后面描述。
图2是示出图1的LCP的示例性实施例中LCD面板和背光单元的示例性实施例的剖视图，图3示出图2中示出的导光板(LGP)的示例性实施例的底表面上形成的反射图案的示例性实施例。
参照图2和图3，LCD 600中的LGP 200在其底表面260上具有多个点图案(dot pattern)230。如图3中所示，点图案230均匀地彼此分开距离a。点图案230位于沿第一方向(在本示例性实施例中，指y方向)延伸的多条第一直线261与沿一定方向延伸的多条第二直线262相交的点处，其中，第二直线262与第一直线261基本正交。第一方向指在复合偏振片(图4中的155)的表面层(图4中的150)上的多个棱镜图案延伸所沿的方向，这将在下面更详细地说明。
点图案230用作反射图案。从光源110发射的光沿LGP 200的顶表面220和底表面260传播，直到所述光到达点图案230。随着光通过点图案230，所述光被漫反射向LCD面板710。随着漫射的光通过至少一个光学片130，所述光被漫射和/或会聚，并被提供到LCD面板710。入射到相邻的点图案230之间的空间中的光会通过LGP 200的底表面260而逃逸。反射器片120将逃逸的光反射回LGP 200中。
图4是示出图1的LCD的示例性实施例中光学片的示例性实施例的分解透视图。
参照图4，至少一个光学片130包括漫射片180、棱镜片170、复合偏振片155和保护片140。更具体地讲，漫射片180的浑浊度(haze)值为大约50％至70％，这样的浑浊度值足够大，从而减小了亮线、暗线和暗角的发生，因此改善显示质量。棱镜片170在其顶表面上具有彼此平行连接的多个棱镜图案172。每个棱镜图案172具有沿与入射光所沿的方向平行的方向(在本示例性实施例中，指x方向)延伸的条纹形状。
当沿与棱镜图案172的纵向方向垂直的方向观看时，棱镜图案172具有基本为三角形的截面。棱镜图案172具有范围从大约80℃至大约150°的顶角。在一个示例性实施例中，棱镜图案172的两个相对的斜面相交而成的顶边可以弯折，或者在可选的示例性实施例中，棱镜图案172的两个相对的斜面相交而成的顶边可以弯曲。
复合偏振片155包括表面层150和反射偏振层160，表面层150具有沿第一方向(在本示例性实施例中为y方向)延伸并彼此基本平行地排列的多个棱镜图案，反射偏振层160具有沿与第一方向不同的第二方向延伸的透射轴。
表面层150允许穿过表面层150的光沿垂直于表面层150的方向定向。表面层150上的多个棱镜图案平行延伸所沿的第一方向(y方向)可以与从光源110入射的光所沿的方向基本垂直。即，在复合偏振片155的表面层150上的多个棱镜图案延伸所沿的方向(y方向)可以如上所述的与在棱镜片170上的多个棱镜172延伸所沿的方向(x方向)基本正交。
反射偏振层160透射具有沿第二方向定向的第一偏振的光，而反射具有沿与第二方向不同的方向定向的第二偏振的光。第二方向可以与第一偏振板(图1和图5中的722)的偏振轴基本平行或基本垂直，和/或第二方向可以与第二偏振板(图1和图5中的724)的偏振轴基本平行或基本垂直。可选择地，第二方向可以与液晶分子层(图5中的770)中的靠近复合偏振片155的液晶分子取向所沿的方向一致，这将在后面更具体地描述。
反射偏振层160包括：第一层162，包含双折射材料；第二层164，与第一层162相邻，并由折射率与第一层162的折射率不同的至少一种材料组成。
更具体地讲，在一个示例性实施例中，反射偏振层160可以由不同材料形成的第一层162和第二层164的交替堆叠组成。反射偏振层160可以形成为使第一层162和第二层164的交替堆叠物沿一个轴(例如，x方向)拉伸(stretch)。在这种情况下，所述交替堆叠物不沿与x方向垂直的y方向拉伸。第一层162的材料展现出双折射性，这意味着沿x方向(拉伸方向)的折射率不同于沿与x方向正交的y方向的折射率。第二层164的材料的折射率可以基本上不受伸展的影响。
因此，可以在第一层162和第二层164之间沿x方向的折射率中制造很大的差异，而在第一层162和第二层164之间沿y方向的折射率中保持很小的差异。在这种情况下，y方向被限定为反射偏振层160的透射轴。因此，具有沿y方向定向的第一偏振的光透射通过反射偏振层160。另一方面，具有沿与y方向不同的方向定向的第二偏振的光没有透射，而是被反射偏振层160反射。
在一个示例性实施例中，第一层162可以由诸如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的晶化萘二羧酸聚酯形成。在一个示例性实施例中，第二层164可以由萘二羧酸和对苯二甲酸或间苯二甲酸的共聚酯(coPEN)形成。
保护片140设置在复合偏振片155上，并保护复合偏振片155不受诸如磨损和划伤的损坏。保护片140还防止复合偏振片155接触上面的LCD面板710，从而改善显示质量的可靠性。在一个示例性实施例中，保护片140可以具有大约70至90％的浑浊度值。
图5是示出分别在图4中示出的棱镜片170和复合偏振片155以及第一偏振板722和第二偏振板724之间的关系的概念图，图6示出在图5中示出的反射偏振层的透射轴与第一偏振轴和第二偏振轴之间的关系。
参照图5和图6，棱镜图案172形成在棱镜片170上，与从光源110入射的光的方向(x方向)基本平行。在复合偏振片155中的表面层150上的棱镜图案沿与入射光基本垂直的方向(y方向)延伸。即，棱镜片170上的棱镜图案172的延伸方向与表面层150上的棱镜图案的延伸方向基本正交。
这样的排列允许棱镜片170上的棱镜图案172和表面层150上的棱镜图案有效地沿水平方向和垂直方向会聚光。
反射偏振层160的透射轴相对于与入射光的方向垂直的方向(y方向)顺时针倾斜第一角度θ1。因此，反射偏振层160的透射轴可以相对于形成在复合偏振片155中的表面层150上的棱镜图案顺时针倾斜第一角度θ1。
由于反射偏振层160的透射轴倾斜，复合偏振片155透射入射光的具有相对于与入射光的方向垂直的方向(y方向)顺时针倾斜第一角度θ1的偏振方向的一部分。
第一偏振板722的偏振轴可以相对于与入射光的方向垂直的方向(y方向)顺时针倾斜第一角度θ1。即，第一偏振板722的偏振轴与反射偏振层160的透射轴一致。这样的构造允许已经穿过复合偏振片155的光有效地通过第一偏振板722传播到液晶分子层770。
更具体地讲，具有固有的光吸收能力的第一偏振板722吸收沿与第一偏振板722的偏振轴的方向不同的方向偏振的光。因此，第一偏振板722可以吸收具有非相对于与入射光的方向垂直的方向(y方向)顺时针倾斜第一角度θ1的第二偏振的光。因为复合偏振片155反射具有第二偏振的光同时透射具有第一偏振的光，所以透射通过复合偏振片155的光也可以穿过第一偏振板722。然而，具有第二偏振的光被复合偏振片155反射，其中，所述光返回穿过棱镜片170、漫射片180等，直到所述光的偏振被切换为第一偏振，这将在下面更详细地说明。
因此，透射通过复合偏振片155的光可以有效地通过第一偏振板722传播到液晶分子层770。具有上述构造的LCD 600允许由背光单元100照射的光有效地传播到LCD面板710，从而提供改善的亮度。LCD 600还可以利用少量的光学片130来实现高的亮度水平，从而节约制造成本。例如，即使在省略图4中示出的漫射片180和/或保护片140的示例性实施例中，LCD 600也可以提供高的亮度和均匀的光分布。
现在，将详细描述液晶分子层770中的液晶分子的取向方向与第一偏振板722的第一偏振轴和第二偏振板724的第二偏振轴之间的关系。
液晶分子层770中的液晶分子在第一偏振板722和第二偏振板724之间具有扭曲的螺旋结构。如图5中所示，靠近第一偏振板722的液晶分子相对于y方向顺时针倾斜第一角度θ1。液晶分子进一步朝向第二偏振板724顺时针倾斜，从而靠近第二偏振板724的液晶分子相对于y方向顺时针倾斜第二角度θ2。在液晶分子层770是具有正介电各向异性的扭曲向列液晶分子层的示例性实施例中，第二角度θ2将等于第一角度θ1加90℃。
随着光穿过第一偏振板722，所述光沿第一偏振轴的方向偏振，并入射在液晶分子层上。随着入射光穿过液晶分子层，所述光可以由液晶分子的折射率各向异性导致的延迟而沿不同的方向偏振。
更具体地讲，如果在第一基板172和第二基板714之间没有施加电场，则液晶分子的纵轴从第一基板712到第二基板714螺旋地扭曲90℃。因此，随着已经穿过第一偏振板722的光穿过液晶分子层，所述光具有被旋转了90°的偏振方向。
如果第一偏振板722的偏振轴与第二偏振板724的偏振轴垂直，例如，第二角度θ2等于第一角度θ1加90℃，则已经穿过液晶分子层的光穿过第二偏振板724，从而实现亮状态。在这种情况下，LCD 600可以被称为在常白模式下运行。相反，如果第一偏振板722和第二偏振板724的偏振轴彼此平行，例如，第二角度θ2等于第一角度θ1或等于第一角度θ1加180℃，则已经穿过液晶分子层的光被第二偏振板724阻挡，从而实现暗状态。在这种情况下，LCD 600可以被称为在常黑模式下运行。
如果在第一基板712和第二基板714之间产生足够的电场，则液晶分子的纵轴与第一基板712和第二基板714垂直。因此，随着已经穿过第一偏振板722的光穿过液晶分子层，所述光具有保持未改变的偏振。在常白模式运行下，已经穿过液晶分子层的光被第二偏振板724阻挡，从而产生黑图像。在常黑模式下，已经穿过液晶分子层的光穿过第二偏振板724，从而产生白图像。
图7是示出在图1的LCD 600中将由光源110发射的光提供到LCD面板710的示例性实施例的过程的概念图。
从光源110发射的光通过LGP 200传播到复合偏振片155，复合偏振片155透射具有第一偏振的光，而反射具有方向与第一偏振的光的方向不同的第二偏振的光。如上所述，透射通过复合偏振片155的具有第一偏振的光可以有效地穿过第一偏振板722。另一方面，在具有第二偏振的光返回穿过LGP200和/或反射器片120之后，所述光可以被沿不同的方向偏振。在下文中，将这样的对否则将在第一偏振板722处被吸收的光的反射称为循环(recycling)。循环过程被重复直到第二偏振的光被转换为第一偏振的光。
如上所述，具有上述构造的LCD 600利用循环过程允许由背光单元100照射的光有效地传播到LCD面板710，从而提供改善的亮度和显示质量。与传统的LCD相比，LCD 600还可以利用更少量的光学片130来实现高的亮度水平，从而节约制造成本。
现在，将参照图1、图2、图4至图10B来详细描述根据本发明的复合偏振片和包括所述复合偏振片的LCD 600的另一示例性实施例。为了简洁起见，分别通过相同的标号来指示功能与在第一示例性实施例中描述的功能相同的各组件，并将省略对它们的重复性描述。
图8示出根据本发明的LCD的示例性实施例中LGP的示例性实施例的底表面上形成的反射图案的示例性实施例。
参照图8，LCD 600中的LGP 200在其底表面265上具有多个点图案235。如图8中所示，点图案235均匀地彼此分开距离a。点图案235位于多条第一倾斜线266与多条第二倾斜线267相交的点处，其中，多条第一倾斜线266相对于第一方向(y方向)成非直角的角度δ。如上所述，第一方向指在复合偏振片155的表面层150上的多个棱镜图案延伸所沿的方向。即，点图案235可以按锯齿形的方式排列在xy平面内。
在一个示例性实施例中，多条第一倾斜线266和第一方向(y方向)之间的交角δ可以为45℃。在一个示例性实施例中，多条第二倾斜线267可以与多条第一倾斜线266正交。
图9是示出图8中示出的反射图案之一的图案图像的示例性实施例的示图，图10A示出图8中示出的反射图案的图案图像，图10B示出图3中示出的反射图案的图案图像。
参照图9，对于形成在LGP 200的底表面265上的每个点图案235，通过形成在棱镜片170上的棱镜图案视觉上感知到两个图案图像235’。虽然没有示出，但是对于每个点图案235，通过形成在复合偏振片155的表面层150上的棱镜图案也类似地感知到两个图案图像。
因此，当如上所述棱镜图案172在棱镜片170上被排列为与在表面层150上排列的棱镜图案的方向基本垂直时，对于每个点图案235可以视觉上感知到四个图案图像。
更具体地讲，参照图10A，对于每个点图案235，沿所有的四个方向(上、下、左、右)在xy平面内可以视觉上感知四个图案图像235’。点图案235及其每个图案图像235’之间的距离可以为a/2。类似地，参照图10B，在根据前面的示例性实施例的LCD 600中，对于每个点图案230，沿四个方向(上、下、左、右)在xy平面内可以视觉上感知四个图案图像230’。点图案230及其每个图案图像230’之间的距离可以为a/2或a。
观察者可以感知点图案图像230’或235’以及图案230或235。当观察者更清楚地感知点图案230或235以及图案图像230’或235’时，LCD 600的显示质量会劣化。由于图10A中点图案235及其图案图像235’之间的距离小于图10B中点图案230及其图案图像230’之间的距离，所以观察者更不易感知到图案图像235’。因此，根据当前示例性实施例的LCD 600可以提供高的显示质量。
与前面的示例性实施例类似，根据当前示例性实施例的LCD 600允许透射通过复合偏振片155的光有效地通过第一偏振板722传播到LCD面板710。LCD 600还利用循环过程允许由背光单元100照射的光有效地传播到LCD面板710，从而提供改善的亮度和显示质量。与传统的LCD相比，LCD 600还可以利用更少量的光学片130来实现高的亮度水平，从而节约制造成本。
现在将参照图1、图11和图12来详细描述根据本发明的复合偏振片和包括所述复合偏振片的LCD 600的另一示例性实施例。图11是根据本发明的LCD的另一示例性实施例中LCD面板和背光单元的示例性实施例的剖视图，图12是示出图11中示出的复合偏振片和第二偏振板以及棱镜片之间的关系的概念图。为了简洁起见，分别通过相同的标号来指示功能与在第一示例性实施例中描述的功能相同的各组件，并将省略对它们的重复性描述。
参照图11，与前面的实施例不同，LCD 600的当前示例性实施例不包括设置在LCD面板710的底表面上具有第一偏振轴的第一偏振板722。反射偏振层160的透射轴的方向(即，第二方向)与第二偏振板724的第二偏振轴的方向基本垂直。第二方向还与靠近复合偏振片155的液晶分子取向的方向一致。在这种情况下，复合偏振片155中的反射偏振层160仅将第一偏振的光透射到液晶分子层770。实质上，复合偏振片155替代了前面的示例性实施例中的第一偏振板722的功能。
虽然没有示出，但是与图8、图9和图10A中示出的示例性实施例类似，点图案230可以形成在LGP 200的底表面260上的多条第一倾斜线(未示出)与多条第二倾斜线(未示出)相交的点处，其中，多条第一倾斜线相对于第一方向(y方向)成非直角的角度δ。为了避免冗余，将不给出对它们的详细描述。
现在将参照图1、图13和图14来详细描述根据本发明的复合偏振片和包括所述复合偏振片的LCD 600的另一示例性实施例。
图13是根据本发明的LCD的另一示例性实施例中LCD面板和背光单元的另一示例性实施例的剖视图，图14是示出图13中示出的LGP和光学片之间的关系的概念图。为了简洁起见，分别通过相同的标号来指示功能与在第一示例性实施例中描述的功能相同的各组件，并将省略对它们的重复性描述。
参照图13和图14，LGP 200具有形成在底表面260上的多个棱镜图案240。棱镜图案240用作反射图案。棱镜图案240可以沿与入射光所沿的方向(x方向)基本平行的第三方向彼此平行地延伸。在一个示例性实施例中，当沿与棱镜图案240的纵向方向垂直的方向观看时，棱镜图案240具有基本为三角形形状的截面。在一个示例性实施例中，棱镜图案240具有范围从大约80℃至大约150°的顶角。在一个示例性实施例中，棱镜图案240的两个相对的斜面相交所成的顶边可以弯折或弯曲。
复合偏振片155包括反射偏振层160和附于反射偏振层160的底表面的表面层150，并且表面层150具有沿与入射光基本垂直的方向延伸并彼此平行地排列的多个条纹式反转棱镜图案154。即，反转棱镜图案沿与在LGP 200的底表面260上的棱镜图案240延伸所沿的方向基本垂直的方向延伸。这样的排列允许LGP 200的底表面260上的棱镜图案240和表面层150上的反转棱镜图案154沿水平和垂直方向均有效地会聚光。
与参照图1至图7描述的第一示例性实施例类似，根据当前示例性实施例的LCD 600允许透射通过复合偏振片155的光有效地通过第一偏振板722传播到LCD面板710。LCD 600还利用循环过程允许背光单元100照射的光有效地传播到LCD面板710，从而提供改善的亮度和显示质量。与传统的LCD相比，LCD 600还可以利用更少量的光学片130来实现高的亮度水平，从而节约制造成本。
虽然已经参照本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式和细节上的各种改变。因此，期望的是，当前的实施例在所有方面上被认为是示出性而非限制性的，参照权利要求而不是前面的说明来指示本发明的范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示器，包括液晶显示面板、导光板和复合偏振片，液晶显示面板包括设置在液晶显示面板的至少一个表面上的偏振板，导光板设置在液晶显示面板下并包括反射图案，反射图案将入射在导光板上的光反射向液晶显示面板，复合偏振片设置在液晶显示面板和导光板之间，复合偏振片包括：
表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此平行地排列；
反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向定向的透射轴，其中，第二方向是与偏振板的偏振轴平行和垂直的方向之一。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，导光板包括光入射表面，光通过光入射表面入射在导光板上，导光板的厚度从光入射表面开始逐渐减小，第一方向与入射表面平行。
3.如权利要求2所述的液晶显示器，所述液晶显示器还包括棱镜片，棱镜片设置在复合偏振片和导光板之间，棱镜片具有沿与第一方向垂直的方向延伸的多个棱镜图案。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，导光板上的反射图案是彼此分开的点图案。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，所述液晶显示器还包括棱镜片，棱镜片设置在复合偏振片和导光板之间，棱镜片具有沿与第一方向垂直的方向延伸的多个棱镜图案，其中，点图案位于多条第一倾斜线和多条第二倾斜线相交的点处，所述多条第一倾斜线相对于第一方向成非直角的角度。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述角度为45°，所述多条第二倾斜线与所述多条第一倾斜线正交。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，液晶显示面板包括设置在液晶显示面板的底表面上的第一偏振板和设置在液晶显示面板的顶表面上的第二偏振板，第一偏振板具有第一偏振轴，第二偏振板具有第二偏振轴，第二方向与第一偏振轴平行并与第二偏振轴垂直。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，形成在导光板的底表面上、沿与第一方向垂直的第三方向延伸并彼此平行地排列的多个棱镜图案用作反射图案。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中，表面层附于反射偏振层的底表面，第三方向与第一方向垂直。
10.一种液晶显示器，包括液晶显示面板、设置在液晶显示面板的顶表面上的偏振板、导光板和复合偏振片，液晶显示面板包括液晶分子层，导光板设置在液晶显示面板下并具有将入射在导光板上的光向液晶显示面板反射的反射图案，复合偏振片设置在液晶显示面板和导光板之间，复合偏振片包括：
表面层，具有多个棱镜图案，所述多个棱镜图案沿第一方向延伸并彼此平行地排列；
反射偏振层，具有沿与第一方向不同的第二方向延伸的透射轴，其中，第二方向与液晶分子层中最靠近复合偏振片的液晶分子取向所沿的方向一致。
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