CN105445997B

CN105445997B - 液晶显示装置

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Publication number: CN105445997B
Application number: CN201511021046.2A
Authority: CN
Inventors: 宋英宇; 李钟赫; 黄圭焕; 吴宗锡; 李濬九; 河载兴; 朴哲佑
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2019-12-13
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: CN101571643A; JP5571641B2; JP2009271526A; CN105445997A; EP2116891A3; JP2012027492A; EP2116891A2; KR20090114922A; US8384854B2; EP2116891B1; US20090273728A1; KR100927587B1

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置，其包括：背光单元；第二偏振层；液晶层，其设置于背光单元与第二偏振层之间；以及第一偏振层，其设于背光单元与液晶层之间。在一个实施方式中，面对背光单元的第一偏振层的表面包括反射表面，面对液晶层的第一偏振层的表面包括吸收表面。在另一实施方式中，第一步偏振层包括栅格和吸收构件，其中栅格包括金属，而吸收构件包括电介质材料。在另一实施方式中，第一偏振层包括栅格，每个栅格包括包含电介质材料的第一组分和包含金属的第二组分。

Description

液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，更具体地，涉及一种改善了对比度和发光效率的液晶显示装置。

背景技术

近来，现有的显示装置已经被便携式薄平板显示装置取代。在平板显示装置中，液晶显示装置具有低能耗的优点，因而作为下一代显示装置而备受关注。另外，液晶显示装置具有对人体有害的电磁波辐射较少的优点。

然而，液晶显示装置是非自发射型平板显示装置，因而其通过使用分离的光源，例如背光单元，来产生图像。然而，由于背光单元产生的光的量在透过液晶层时损失，所以背光单元具有低的发光效率。具体地，由于设置在背光单元与液晶层之间的偏振层，所以光损失进一步增加。

为了改善发光效率，可使用反射偏振板。然而，在该情形下，对比度降低。

发明内容

本发明提供一种液晶显示装置，其能通过在液晶层与背光单元之间设置具有反射表面和吸收表面的偏振层来改善对比度和发光效率。

根据本发明的方案，提供一种液晶显示装置，其包括：背光单元；第二偏振层；液晶层，其设置于背光单元与第二偏振层之间；以及第一偏振层，其设于背光单元与液晶层之间。面对背光单元的第一偏振层的一个表面包括反射光的反射表面，面对液晶层的第一偏振层的另一表面包括吸收光的吸收表面。

液晶显示装置还可包括反射层。背光单元设置于反射层与第一偏振层之间。

液晶显示装置还可包括设置于反射层与背光单元之间的四分之一波长延迟层。

根据本发明的另一方案，提供一种液晶显示装置，其包括：背光单元；第二偏振层；液晶层，其设置于背光单元与第二偏振层之间；以及第一偏振层，其设于背光单元与液晶层之间。第一偏振层包括：包括金属的多个栅格；以及包括电介质材料的多个吸收构件。吸收构件比栅格更靠近液晶层设置。

每个吸收构件可设置于液晶层与栅格之一之间。

每个吸收构件由包含CdSe、CdTe或钌的材料形成。每个吸收构件可包括有机材料。每个吸收构件可包括无机材料。每个吸收构件还可包括金属，所述金属与所述电介质材料彼此混合。

根据本发明的另一方案，提供一种液晶显示装置，其包含：背光单元；第二偏振层；液晶层，其设置于背光单元与第二偏振层之间；以及第一偏振层，其设于背光单元与液晶层之间。第一偏振层包含多个栅格。每个栅格包含：包括电介质材料的第一组分，以及包括金属的第二组分。第一组分的浓度随着朝向所述液晶层行进而增加，以及第二组分的浓度随着朝所述背光单元行进而增加。

第一组分可包含选自由SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF₂、CaF₂、Al₂O₃、SnO₂、ITO(铟锡氧化物)、IZO(铟锌氧化物)、ZnO和In₂O₃组成的组中的一种。第二组分包含选自由Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt组成的组中的一种。

栅格被构图成以预定间隔布置的条形。

附图说明

通过参照结合附图在以下的详细描述，本发明的更全面的评价及其相随的多个优点将更加显而易见，且能更好地被理解，在附图中相似的附图标记表示相同或相似的元件，在附图中：

图1是根据本发明实施方式的液晶显示装置的透视图；

图2是沿图1的线II-II获得的横截面视图；

图3是图2的部分A的放大视图；

图4是根据本发明的另一实施方式的液晶显示装置的横截面视图；

图5是图4的部分B的放大视图；

图6是示出图4的液晶显示装置的第一偏振层的透视图；

图7是示出可见光的波长与图4中液晶显示装置的第一偏振层的每种材料的反射系数之间关系的曲线图；

图8是示出可见光的波长与图1中液晶显示装置的第一偏振层的每种材料的偏振消光系数之间关系的曲线图；

图9是根据本发明另一实施方式的液晶显示装置的横截面视图；

图10是图9的液晶显示装置的部分C的放大视图；

图11是图10的部分C的栅格的放大视图；以及

图12是示出第一组分和第二组分每一个的含量与图10中每个栅格的厚度之间关系的曲线图。

具体实施方式

现在将参照附图更加全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。

图1是根据本发明的实施方式的液晶显示装置100的透视图。图2是沿图1中的线II-II获得的截面视图。图3是图2的部分A的放大视图。

参照图1和图2，液晶显示装置100包括：背光单元300、液晶层260、第一偏振层220和第二偏振层290。

参照图1和图2，液晶显示装置100还可被描述为包括液晶显示面板200和将光供应到液晶显示面板200的背光单元300。用于传输图像信号的柔性印刷电路(FPC)板205连接到液晶显示面板200。背光单元300设置在液晶显示面板200的后面。

背光单元300通过连接电缆305被供应电能，且通过背光单元300的前表面发射光。由背光单元300发射的光在图1和图2中被标记为箭头。由背光单元300发射的光被提供给液晶显示面板200。

反射层320设置在背光单元300的后表面上，该后表面与背光单元300面对液晶层260的前表面相反。反射层320朝向液晶层260反射由背光单元300发出的光，从而改善发光效率。四分之一波长延迟层310设置在反射层320与背光单元300之间。

液晶显示面板200包括：液晶层260，以及分别设置在液晶层260每端上的第一偏振层220和第二偏振层290。现在将参照图2进行液晶显示面板200的详细解释。液晶显示面板200包括第一基板210。第一基板210是透明基板。第一基板210可由具有SiO₂作为主要成分的透明玻璃材料形成，或者由透明塑料材料形成。

第一偏振层220形成于第一基板210面对背光单元300的表面上。图3是图2的部分A的放大视图，在图3中示出了第一偏振层220的详细构造。第一偏振层220具有吸收表面(absorbent surface)221和反射表面222。第一偏振层220的反射表面222面对背光单元300；第一偏振层220的吸收表面221面对第一基板210，该吸收表面221与面对背光单元300的第一偏振层220的表面相反。

第一偏振层220可通过以下步骤形成：施加反射材料以形成反射表面222，施加吸收材料以形成吸收表面221，以及构图反射材料和吸收材料两者。然而，本发明不限于此，第一偏振层220可通过形成吸收表面221以及在吸收表面221的表面上掺杂反射材料以形成反射表面222而形成，或可通过使用其它方法来形成。

缓冲层211形成于第一基板210的表面上，该第一基板210的表面与第一基板210的其上形成有第一偏振层220的表面相反。缓冲层211用于保持第一基板210的光滑，并防止杂质泄露。缓冲层211可由SiO₂和/或SiN_X形成。

有源层231以预定图案形成于缓冲层211上。栅绝缘层232形成于有源层231上，栅极233以预定图案形成于栅绝缘层232上。层间绝缘层234形成于栅极233上以覆盖栅极233。接下来，栅绝缘层232和层间绝缘层234通过干法蚀刻等被蚀刻以形成接触孔，部分的有源层231通过该接触孔被暴露。源极235和漏极236形成，使得源极235和漏极236通过接触孔电连接到有源层231。钝化层240形成为覆盖源极235和漏极236，平坦化层250形成于钝化层240上。平坦化层250和钝化层240被蚀刻，从而以预定图案形成第一电极255，使得第一电极255电连接到源极235或漏极236。

第二基板280设置为面对第一基板210。第二基板280由与第一基板210相似的透明材料形成。液晶层260设置于第一基板210与第二基板280之间。滤色器层285形成于第二基板280的底表面上。第二电极275形成于滤色器层285的底表面上。用于配向液晶层260的第一配向层(alignment layer)271和第二配向层272形成于彼此面对的第一电极255和第二电极275的表面上。

第二偏振层290形成于第二基板280的顶表面上。第二偏振层290用作吸收偏振层。为此，第二偏振层290可包括相移层。保护膜295形成于第二偏振层290上，从而防止由外部冲击引起的损害。

保持液晶层260的空间的间隔体265形成于滤色器层285与平坦化层250之间。

虽然在图2中示出的液晶显示面板200是薄膜晶体管(TFT)液晶显示(LCD)面板，但是本发明不限于此。

现在将简要解释液晶显示装置100的运行原理。由于由栅极233、源极235和漏极236控制的外部信号，电势差产生于第一电极255与第二电极275之间，通过电势差来确定液晶层260的取向(alignment)，且根据液晶层260的取向，由背光单元300供应的可见光被阻挡或透过。当由背光单元300发出的光透过滤色器层285时，产生彩色图像。

图1中的液晶显示装置100的第一偏振层220设置在背光单元300与液晶层260之间。第一偏振层220具有与液晶层260面对的吸收表面221。因此，在液晶显示装置100运行期间，透过液晶层260入射的外部光到达第一偏振层220。

第一偏振层220的吸收表面221防止外部光被第一偏振层220反射，从而改善液晶显示装置100的对比度。另外，第一偏振层220具有与背光单元300面对的反射表面222。

由背光单元300发出的光趋向于随机传输到多个方向。即，由背光单元300发出的部分光线朝向液晶层260传播，由背光单元300发出的其它光线远离液晶层260传播。随着远离液晶层260传播的光的量增加，发光效率降低。

然而，在图1的液晶显示装置中，即使由背光单元300发出的部分光束远离液晶层260传播，被远离传播的部分光也会被反射层320反射而传播到液晶层260，从而防止发光效率降低。

当由背光单元300发出的光在朝向液晶层260传播时到达第一偏振层220时，沿着第一偏振层220的透射轴(transmission axis)振动的光的组分朝向液晶层260透过第一偏振层220。

另一方面，沿第一偏振层220的反射轴振动的光的组分从第一偏振层220反射，其中第一偏振层220的反射轴垂直于第一偏振层220的透射轴。在穿过四分之一波长延迟层310时，从第一偏振层220反射的光被转变为沿一个方向旋转(rotate)的圆形偏振光。沿一个方向旋转的圆形偏振光被反射层320反射，并被转变为沿相反方向旋转的圆形偏振光。在透过四分之一波长延迟层310时，沿相反方向旋转的圆形偏振光被转变为沿第一偏振层220的透射轴振动的线性偏振光，因而透过第一偏振层220传输到达液晶层260。

由于背光单元300发出的光被再循环(recycle)且大部分被导向液晶层260，所以改善了发光效率。另外，由于第一偏振层220具有吸收表面221和反射表面222，所以可防止外部光的反射并改善背光单元300的效率。由于第一偏振层220具有吸收表面221和反射表面222，所以不需要额外地形成吸收偏振层和反射偏振层。

图4是根据本发明的另一实施方式的液晶显示装置400的横截面视图。图5是图4的部分B的放大视图。图6是示出图4中的液晶显示装置400的第一偏振层620的透视图。为了方便，解释将集中于图1的液晶显示装置100与图4的液晶显示装置400之间的区别。相同的附图标记表示相同的元件。

参照图4，液晶显示装置400包括背光单元500、液晶层660、第一偏振层620和第二偏振层690。参照图4，液晶显示装置400可被描述为包括液晶显示面板600和背光单元500。

反射层520设置于背光单元500的表面上，该背光单元500的表面与背光单元500的面对液晶层260的表面相反。四分之一波长延迟层510设置于反射层520与背光单元500之间。

液晶显示面板600包括液晶层660，以及分别设置于液晶层660的每端上的第一偏振层620和第二偏振层690。

液晶显示面板600包括第一基板610。第一偏振层620形成于面对背光单元500的第一基板610的表面上。在图5中示出了第一偏振层620的详细构造，其中图5是图4的部分B的放大视图。

第一偏振层620包括多个栅格(grid)621和多个吸收构件622。每个栅格621包括反射光的金属。栅格621布置为面对背光单元500，吸收构件622布置为面对液晶层660。一般而言，吸收构件比栅格更靠近液晶层布置。参照图5，吸收构件622设置于第一基板610与栅格621之间。

栅格621通过平行地布置导线而形成，以偏振电磁波的特定波长。每个栅格621可由导体诸如铝、银或铬形成。栅格621相隔一定距离布置。间距P1是决定栅格621性能的重要因素，该间距P1是两个栅格621之间的间隔。如果栅格621的间距P1大于入射光的波长，则栅格621用作衍射光栅，而不是偏光器。相反，如果栅格621的间距P1小于入射光的波长，则栅格621主要用作偏光器(polarizer)。

第一偏振层620包括吸收构件622。参照图5，吸收构件622形成于栅格621与第一基板610之间。每个吸收构件622的厚度T2与栅格621的厚度T1可不同，吸收构件622的间距P2，即，两个吸收构件622之间的间隔，可与栅格621的间距P1相同。吸收构件622可由具有低反射系数的材料形成。

每个吸收构件622可由包括镉硒化物(cadmium selenide，CdSe)、铬碲化物(cadmium telluride，CdTe)和钌的任何各种材料形成。每个吸收构件622可包括电介质材料，以及电介质材料和金属的混合物。

这些材料对于吸收构件622具有良好的性能。在这些材料中，测试了CdSe、CdTe和钌的性能，测试结果在图7和图8中的曲线图中示出。图7是示出每种材料的反射系数与可见光波长的函数关系的曲线图。图8是示出每种材料的偏振消光系数与可见光波长的函数关系的曲线图。

为了获得在图7和图8中示出的结果，第一偏振层620构造为参照图7和图8所描述的，分析第一偏振层620。栅格621具有100纳米的间距P1、50纳米的宽度W1和100纳米的厚度T1。吸收构件622具有100纳米的间距P2、50纳米的宽度W2和100纳米的厚度T2。

在图7中，水平轴表示可见光的波长，竖直轴表示每种材料的反射系数。参照图7，铝在蓝、绿和红光波长中具有高于50％的反射系数。然而，CdSe、CdTe和钌，其用于形成于包括于图4中的液晶显示装置400的第一偏振层620中的吸收构件622，具有低于30％的反射系数，这远低于铝的反射系数。表1示出图7中的数据。

表1

如在表1中所示，CdSe、CdTe和钌的每一种在蓝、绿和红光波长中都具有30％或小于30％的反射系数。

参照图8，CdSe、CdTe和钌的每一种在偏振消光系数(polarization extinctionratio)方面也优于铝。在图8中，水平轴表示可见光的波长，竖直轴表示每种材料的偏振消光系数。偏振消光系数指当S偏振光入射时，入射的S波的光学能量与透射的S波的光学能量的比率。随着偏振消光系数增加，偏振性能增加。表2示出了图8中的数据。

表2

如在表2中所示，CdSe和CdTe的每一种的偏振消光系数都是铝的大约两倍，钌的偏振消光系数是铝的大约1000倍。

如参照图5所描述的，每种吸收构件622可包括电介质材料。每种吸收构件622可包括包含有机材料或无机材料的任何各种电介质材料。每种吸收构件622可由无机材料诸如SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF₂、CaF₂、Al₂O₃、SnO₂、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、ZnO、In₂O₃、Cr₂O₃、Ag₂O、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂或氮化物形成。

每种吸收构件622可由有机材料诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET或PETE)、聚酰胺(PA)、聚酯、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(polylactic acid，PLA)、聚氨酯(PU)形成。每种吸收构件622可由低分子有机材料诸如铜酞菁(copperphthalocyanine，CuPc)、N,N'-二苯基-N,N'-(1-萘基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine，NPB)、或者三(8-羟基喹啉)铝(tris-8-hydroxyquinoline aluminum，Alq3)形成。

每种吸收构件622可包括金属以及金属和电介质材料的混合物。即，具有低反射系数和高吸收系数的低反射构件可通过共沉积金属和电介质材料以形成混合物而形成。金属的实例可包括Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt。与金属混合的电介质材料的实例可包括有机材料、无机材料或者有机材料与无机材料的混合物。

与金属混合的无机材料的实例可包括SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF₂、CaF₂、Al₂O₃、SnO₂、ITO、IZO、ZnO、In₂O₃、Cr₂O₃、Ag₂O、TiO₂、Ta₂O₅、HfO₂和氮化物。

与金属混合的有机材料的实例可包括高分子材料诸如PE、PP、PS、PET或PETE、PA、聚酯、PVC、PC、ABS、PVDC、PTFE、PMMA、PLA或PU，或者低分子有机材料诸如CuPc、NPB或Alq3。每种吸收构件622可通过将有机材料与无机材料的复合物(compound)与金属混合而形成。

吸收构件622形成于栅格621上并如图5所示覆盖栅格621的顶表面。即，当外部光入射到第一偏振层620上时，吸收构件622防止外部光从由金属形成的栅格621反射。为此，吸收构件622的宽度W2可与栅格621的宽度W1相同。

第一偏振层620被构图，使得栅格621和吸收构件622以预定间隔被线性布置，如图6所示。虽然没有示出，但是图6的第一偏振层620易于通过以下步骤形成：用材料涂覆第一基板610以形成吸收构件622、用材料涂覆吸收构件涂覆的第一基板来形成栅格621，以及使用掩膜执行构图工艺。

可选地，第一偏振层620可通过以下步骤形成：在背光单元500上形成材料以形成栅格621、形成材料以形成吸收构件622，以及执行构图工艺。

缓冲层611形成于第一基板610的表面上，该第一基板610的表面与第一基板610的其上形成第一偏振层620的表面相反。有源层631以预定图案形成于缓冲层611上。栅绝缘层632形成于有源层631上。栅极633以预定图案形成于栅绝缘层632上。

层间绝缘层634形成于栅极633上。接下来，形成接触孔，形成源极635和漏极636，使得源极635和漏极636通过接触孔电连接到有源层631。钝化层640形成为覆盖源极635和漏极636。平坦化层650形成于钝化层640上。第一电极655以预定图案形成，使得第一电极655电连接到源极635或漏极636。

第二基板680设置为面对第一基板610。液晶层660设置于第一基板610与第二基板680之间。滤色器层685形成于第二基板680的底表面上。第二电极675形成于滤色器层685的底表面上。用于配向液晶层660的第一配向层671和第二配向层672形成于彼此面对的第一电极655与第二电极675的表面上。

第二偏振层690形成于第二基板680的顶表面上。第二偏振层690用作吸收偏振层。为此，第二偏振层690可包括相移层。保护膜695形成于第二偏振层690上。保持液晶层660的空间的间隔体665形成于滤色器层685与平坦化层650之间。

图4的液晶显示装置400的第一偏振层620设置于背光单元500与液晶层660之间。第一偏振层620包括与液晶层660面对的吸收构件622。

因此，在液晶显示装置400运行期间，通过液晶层660入射的外部光到达第一偏振层620。第一偏振层620的吸收构件622防止外部光从第一偏振层620被反射，从而改善液晶显示装置400的对比度。

另外，第一偏振层620具有栅格621，每个栅格621包括金属且面对背光单元500。由背光单元500发出的光从栅格621反射，然后再次被反射层520反射，从而改善了发光效率和亮度。

具体地，当背光单元500发出的光在朝向液晶层660传播时到达第一偏振层620时，沿第一偏振层620的透射轴振动的光的组分透过第一偏振层620到达液晶层660。

另一方面，沿第一偏振层620的反射轴振动的光的组分从第一偏振层620反射，其中第一偏振层620的反射轴垂直于第一偏振层620的透射轴。在穿过四分之一波长延迟层510时，从第一偏振层620反射的光被转变为沿一个方向旋转的圆形偏振光。沿一个方向旋转的圆形偏振光被反射层520反射，并被转变为沿相反方向旋转的圆形偏振光。沿相反方向旋转的圆形旋转光被转变为沿第一偏振层620的透射轴振动的线性偏振光，因而透过第一偏振层620到达液晶层660。

由于背光单元发出的光被再循环且大部分被导向液晶层660，所以改善了发光效率。

具体地，由背光单元500发出的光趋向于随机分到多个方向。然而，在图4的液晶显示装置400中，即使由背光单元500发出的部分光束远离液晶层660传播，光束又被反射层520再次反射，从而防止了发光效率降低。

图9是根据本发明的另一实施方式的液晶显示装置700的横截面视图。图10是图9的液晶显示装置700的部分C的放大视图。图11是图10的部分C的多个栅格821的放大视图。图12是示出第一组分和第二组分的每一个的含量与图10中的每个栅格821的厚度的函数关系的曲线图。

为了方便，解释将集中于图1和图4的液晶显示装置100和400与图9的液晶显示装置700之间的区别。

参照图9，液晶显示装置700包括背光单元900、液晶层860、第一偏振层820和第二偏振层890。参照图9，液晶显示装置700可被描述为包括液晶显示面板800和背光单元900。

反射层920设置于背光单元900的表面上，该背光单元900的表面与面对液晶层860的背光单元900的表面相反。四分之一波长延迟层910设置于反射层920与背光单元900之间。

液晶显示面板800包括液晶层860，以及分别设置于液晶层860的每端上的第一偏振层820和第二偏振层890。

液晶显示面板800包括第一基板810。第一偏振层820形成于面对背光单元900的第一基板810的表面上。在图10中示出了第一偏振层820的详细构造，其中图10是图9的部分C的放大视图。

第一偏振层820包括多个栅格821。栅格821可被构图成以预定间隔布置的条形。

栅格821的间距P3是确定栅格821的性能的重要因素。如果栅格821的间距P3大于入射光的波长，则栅格821用作衍射光栅而不是偏光器。相反，如果栅格821的间距P3小于入射光的波长，则栅格821主要用作偏光器。

为了起到可见光的偏光器的作用，栅格821可具有100至500纳米的宽度W3以及300至500纳米的厚度T3。

每个栅格821包括第一组分821a和第二组分821b。在图11中示出了每个栅格821的详细构造，图11是图10的栅格821部分的放大视图。第一组分821a包括电介质材料，第二组分821b包括金属。第一组分821a的含量随着朝向液晶层860行进而增加。第二组分821b的含量随着朝向背光单元900行进而增加。

第一组分821a可由绝缘透明材料诸如SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF₂、CaF₂、Al₂O₃或SnO₂形成。第一组分821a可由导电透明材料诸如ITO、IZO、ZnO或In₂O₃形成。第二组分821b包括金属。第二组分821b可由Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu或Pt形成。每个栅格821具有浓度梯度，使得第一组分821a在液晶层860附近更加集中，第二组分821b在背光单元900附近更集中。

如图11和图12中所示，第一组分821a的含量随着朝向第一基板810行进而增加，第二组分821b的含量随着远离第一基板810行进而增加。即，第一组分821a较集中于第一基板810附近的位置，第二组分821b较集中于远离第一基板810的位置。外部光透过液晶层860入射到第一偏振层820上。第一偏振层820的每个栅格821的第一组分821a(由电介质材料形成)的含量随着朝向外部光行进而增加。即，在朝向第一基板810行进时，具体地，朝向液晶层860行进时，在每个栅格821中透明材料与不透明材料的比率逐渐增加，从而防止由折射率差而导致的界面反射。因此，当外部光入射到栅格821上时，栅格821吸收外部光，从而防止外部光的反射。

共沉积等可用于形成具有浓度梯度的栅格821。当栅格821通过共沉积形成时，第一组分821a的沉积速度和第二组分821b的含量可相对于时间来调整，使得第一组分821a的含量反比于第二组分821b的含量。

缓冲层811形成于第一基板810的表面上，该第一基板810的表面与其上形成第一偏振层820的第一基板810的表面相反。有源层831以预定图案形成于缓冲层811上。栅绝缘层832形成于有源层831上。栅极833以预定图案形成于栅绝缘层832上。

层间绝缘层834形成于栅极833上。接下来，形成接触孔，形成源极835和漏极836，使得源极835和漏极836通过接触孔电连接到有源层831。钝化层840形成为覆盖源极835和漏极836。平坦化层850形成于钝化层840上。第一电极855以预定图案形成，使得第一电极855电连接到源极835或漏极836。

第二基板880设置为面对第一基板810。液晶层860设置于第一基板810与第二基板880之间。滤色器层885形成于第二基板880的底表面上。第二电极875形成于滤色器层885的底表面上。定向液晶层860的第一定向层871和第二定向层872形成于彼此面对的第一电极855与第二电极875的表面上。

第二偏振层890形成于第二基板880的顶表面上。第二偏振层890用作吸收偏振层890。为此，第二偏振层890可包括相移层。保护膜895形成于第二偏振层890上。保持液晶层860的空间的间隔体865形成于滤色器层885与平坦化层850之间。

图9的液晶显示装置700的第一偏振层820设置于背光单元900与液晶层860之间。第一偏振层820包括多个栅格821。每个栅格821包括第一组分821a和第二组分821b。

因此，在液晶显示装置700的运行期间，透过液晶层860入射的外部光到达第一偏振层820。在每个栅格821中透明材料与不透明材料的含量比率随着朝向液晶层860行进而逐渐增加，从而防止由折射系数差而导致的界面反射。因而，当外部光入射到栅格821上时，栅格821吸收外部光，从而防止外部光的反射并改善对比度。

另外，不透明金属与透明材料的比率随着朝向背光单元900行进而逐渐增加。因此，由背光单元900发出的光被栅格821反射，然后被反射层920再次反射，从而改善了发光效率和亮度。

由背光单元900发出的光趋向于随机传输到多个方向。即，由背光单元900发出的部分光线朝向液晶层860传播，由背光单元900发出的其它光线远离液晶层860传播。随着远离液晶层860传播的光线量增加，发光效率增加。然而，在图9的液晶显示装置700中，即使由背光单元900发出的部分光线远离液晶层860传播，光也会从反射层920被朝向液晶层860反射，从而防止发光效率降低。

具体地，当由背光单元900发出的光在朝向液晶层860传播时到达第一偏振层820时，沿着第一偏振层820的透射轴振动的光的组分透过第一偏振层820且传输到液晶层860。

另一方面，沿第一偏振层820的反射轴振动的光的组分被第一偏振层820反射，其中第一偏振层820的反射轴垂直于第一偏振层820的透射轴。在穿过四分之一波长延迟层910时，从第一偏振层820反射的光被转变为沿一个方向旋转的圆形偏振光。沿一个方向旋转的圆形偏振光被反射层920反射，并被转变为沿相反方向旋转的圆形偏振光。在透过四分之一波长延迟层910时，沿相反方向旋转的圆形偏振光被转变为沿第一偏振层820的透射轴振动的线性偏振光，因而透过第一偏振层820传输到液晶层860。

由于背光单元900发出的光被再循环且大部分被导向液晶层860，所以改善了发光效率。

另外，由于第一偏振层820的每个栅格821具有浓度梯度，使得用作吸收构件的第一组分821a的含量随着朝向液晶层860行进而增加，用作反射构件的第二组分821b的含量随着朝背光单元900行进而增加，从而能防止外部光的反射且改善背光单元900的发光效率。由于第一偏振层820包括栅格821，每个栅格821包括用作吸收构件的第一组分821a和用作反射构件的第二组分821b，所以不需要额外地形成吸收偏振层和反射偏振层。

如上所述，通过在液晶层和背光单元之间设置具有反射表面和吸收表面的偏振层，根据本发明的液晶显示装置可防止外部光的反射并且可改善对比度和可见度，并且通过改善背光单元的效率能改善亮度。

虽然已经参照本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解在不脱离由附属的权利要求书所限定的本发明的精神和范围下可以对本发明进行形式和细节上的各种变化。

本申请参照并结合2008年4月30日在韩国知识产权局提交的“液晶显示装置”且序列号为No.10-2008-0040803的申请，并要求享有上述申请的权益。

Claims

1.一种液晶显示装置，包括：

背光单元；

第二偏振层，其为吸收偏振层并且包括相移层；

液晶层，设置于所述背光单元与所述第二偏振层之间；

薄膜晶体管，其包括栅极、有源层、源极和漏极，并且用于确定所述液晶层的取向；

第一基板；

第一偏振层，形成于所述第一基板的面向所述背光单元的表面，并被设置于所述背光单元与所述液晶层之间；

其中，所述第一偏振层包含多个在所述表面上通过共同沉积并构图形成以预定间隔布置的条形的栅格，每个所述栅格包括：

第一组分，被配置为吸收构件，并包括电介质材料，所述第一组分的浓度在朝所述液晶层的方向上增加；以及

第二组分，被配置为反射构件，其中，所述第二组分包括金属，所述第二组分的浓度在朝向所述背光单元的方向上增加，

其中所述第一组分的含量反比于所述第二组分的含量，并且所述栅格具有100至500纳米的宽度和300至500纳米的厚度，

其中形成所述薄膜晶体管和所述液晶层以面向所述第一基板的第一表面，以及

所述第一偏振层直接形成于所述第一基板上以与所述第一基板的第二表面接触，所述第二表面是与所述第一基板的第一表面相对的表面。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第一组分包括选自由SiOx(x≥1)、SiNx(x≥1)、MgF₂、CaF₂、Al₂O₃、SnO₂、ITO、IZO、ZnO和In₂O₃组成的组中的一种。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其中所述第二组分包括选自由Fe、Co、V、Ti、Al、Ag、Si、Cr、Mo、Ge、Y、Zn、Zr、W、Ta、Cu和Pt组成的组中的一种。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，还包括反射层，所述背光单元设置在所述反射层与所述第一偏振层之间。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，还包括设置于所述反射层与所述背光单元之间的四分之一波长延迟层。