CN110007522A - 液晶显示器 - Google Patents

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申旗澈
吴浩吉
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Abstract

提供了一种液晶显示器。该液晶显示器包括：显示面板，包括上面板、下面板和设置在上面板与下面板之间的液晶层；以及背光单元，被构造为将光提供到显示面板。上面板包括具有半导体纳米晶的颜色转换层和上偏振器，下面板包括B‑板补偿层和A‑板补偿层中的一个以及下偏振器，上偏振器设置在颜色转换层的下部分处，上面板和下面板中的一个包括负型C‑板补偿层。

Description

液晶显示器
本申请要求于2017年12月8日提交的第10-2017-0168383号韩国专利申请的优先权和权益，出于所有目的将该韩国专利申请通过引用包含于此，如同在此充分阐述的一样。
技术领域
发明的示例性实施例总体上涉及一种液晶显示器。
背景技术
液晶显示器可以包括两个场产生电极、液晶层、滤色器和偏振层。虽然从光源产生的光通过液晶层、滤色器和偏振层到达用户，但是会在偏振层和滤色器等中发生光损耗。为了实现在降低光损耗的同时在显示装置的侧面上具有高色彩再现性和好的图像质量的显示装置，已经提出了包括使用半导体纳米晶的颜色转换层的显示装置。
在包括颜色转换层的显示装置中，偏振器可以位于颜色转换层与液晶层之间，而在这种情况下，对比度会降低。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解发明构思的背景，因此，它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明的示例性实施例提供了一种使用颜色转换层的液晶显示器，该液晶显示器通过使用补偿膜而具有改善的对比度。
发明构思的其它特征将在下面的描述中被阐述，并且部分地将通过描述而明显，或者可以通过发明构思的实践来了解。
本发明的示例性实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括：显示面板，包括上面板、下面板和设置在上面板与下面板之间的液晶层；以及背光单元，被构造为将光提供到显示面板。上面板包括具有半导体纳米晶的颜色转换层和上偏振器，下面板包括B-板补偿层和下偏振器，上面板和下面板中的一个包括负型C-板补偿层，上偏振器设置在颜色转换层的下部分处，负型C-板补偿层设置在上偏振器与下偏振器之间。
负型C-板补偿层的Rth(面外延迟)值可以在80nm至200nm的范围内。
B-板补偿层可以具有光学双轴特性，B-板补偿层的Ro(面内延迟)值可以在40nm至100nm的范围内，B-板补偿层的Rth(面外延迟)值可以在80nm至190nm的范围内。
背光单元可以将蓝色光提供到显示面板，蓝色光可以具有在430nm至465nm的范围内的波长。
液晶层可以包含液晶分子，液晶分子可以在未向其施加电场时竖直排列，液晶层可以对由背光单元提供的蓝色光总共引起240nm至350nm的延迟。
当在预定位置处从侧面观看时，由上偏振器的透射轴和下偏振器的透射轴形成的角被称为侧透射角，当显示黑色时，相对于侧透射角垂直偏振的光可以入射到上偏振器上。
在预定位置处的所述侧面可以位于侧向光泄漏大的区域中。
当上面板可以包括负型C-板补偿层时，在上面板中，负型C-板补偿层可以设置在上偏振器的下部分处，并且在下面板中，B-板补偿层可以设置在下偏振器的上部分处。
当下面板可以包括负型C-板补偿层时，在下面板中，B-板补偿层可以设置在下偏振器的上部分处，并且负型C-板补偿层可以设置在B-板补偿层的上部分处。
负型C-板补偿层可以通过涂覆在其处引起延迟的材料来形成，颜色转换层的半导体纳米晶可以具有朗伯辐射特性以朝向前表面发射倾斜发射的光。
本发明的另一实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器包括：显示面板，包括上面板、下面板和设置在上面板与下面板之间的液晶层；以及背光单元，被构造为将光提供到显示面板。上面板包括具有半导体纳米晶的颜色转换层和上偏振器，下面板包括A-板补偿层和下偏振器，上面板和下面板中的一个包括负型C-板补偿层，上偏振器设置在颜色转换层的下部分处，负型C-板补偿层设置在上偏振器与下偏振器之间。
负型C-板补偿层的Rth(面外延迟)值可以在130nm至300nm的范围内。
A-板补偿层可以具有光学双轴特性，A-板补偿层的Ro(面内延迟)值可以在70nm至180nm的范围内，A-板补偿层的Rth(面外延迟)值可以在10nm至90nm的范围内。
背光单元可以将蓝色光提供到显示面板，蓝色光可以具有在430nm至465nm的范围内的波长。
液晶层可以包含液晶分子，液晶分子可以在未向其施加电场时竖直排列，液晶层可以对由所述背光单元提供的所述蓝色光总共引起240nm至350nm的延迟。
当在预定位置处从侧面观看时，由上偏振器的透射轴和下偏振器的透射轴形成的角被称为侧透射角，当显示黑色时，相对于所述侧透射角垂直偏振的光可以入射到所述上偏振器上。
在预定位置处的侧面可以位于侧向光泄漏大的区域中。
当上面板可以包括负型C-板补偿层时，在上面板中，负型C-板补偿层可以设置在上偏振器的下部分处，并且在下面板中，A-板补偿层可以设置在下偏振器的上部分处。
当下面板可以包括负型C-板补偿层时，在下面板中，A-板补偿层可以设置在下偏振器的上部分处，并且负型C-板补偿层可以设置在A-板补偿层的上部分处。
负型C-板补偿层可以通过涂覆在其处引起延迟的材料来形成，颜色转换层的半导体纳米晶可以具有朗伯辐射特性以朝向前表面发射倾斜发射的光。
将理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
附图示出了发明的示例性实施例，并且与描述一起用于解释发明构思，其中，附图被包括以提供对发明的进一步理解，并且被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。
图1是根据示例性实施例的液晶显示器的示意图。
图2A和图2B示出了液晶根据示例性实施例中的电场的移动。
图3A、图3B、图3C和图3D示出了在示例性实施例和对比示例中的光的偏振特性和光泄漏的对比图。
图4A和图4B示出了分别在透射通过偏振器之后和在透射通过颜色转换层之后测量的光的透射率。
图5A和图5B分别示出了在前表面和侧面处观看时偏振器的透射轴。
图6是为了理解光根据在液晶显示器中的位置的偏振特性而示出的球坐标图。
图7A、图7B、图7C和图7D示出了顺序地示出根据图1的示例性实施例的光的偏振变化的球坐标图。
图8是根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
图9示出了在图8的示例性实施例中光的偏振特性。
图10示出了根据图8的示例性实施例的光偏振变化。
图11是根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
图12A、图12B、图12C和图12D是顺序地示出根据图11的示例性实施例的光的偏振变化的球坐标图。
图13是根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
图14示出了用于比较本发明的示例性实施例与对比示例之间的对比度的差异的图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对发明的各种示例性实施例的彻底理解。如在此所使用的，“实施例”是应用在此公开的一个或更多个发明构思的装置或方法的非限制性示例。然而，明显的是，各种示例性实施例可以在没有这些具体细节或者具有一个或更多个等同布置的情况下来实践。在其它情况下，为了避免不必要地使各种示例性实施例模糊，以框图形式示出公知的结构和装置。此外，各种示例性实施例可以是不同的，但是不必是排他性的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实施示例性实施例的具体形状、构造和特性。
除非另有说明，否则所示出的示例性实施例将被理解为提供可以在实践中实施发明构思的一些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独或统称为“元件”)可以被另外地结合、分开、互换和/或重排。
在附图中，为了清楚和/或描述的目的，可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。另外，同样的附图标记表示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一个元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一个元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一个元件或层时，不存在中间元件或层。为此，术语“连接”可以指在有或者没有中间元件的情况下的物理连接、电气连接和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴(诸如x轴、y轴和z轴)，并且可以以更广泛的意义进行解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以彼此垂直，或者可以表示彼此不垂直的不同方向。出于本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种、者)”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种、者)”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两个(种、者)或更多个(种、者)的任意组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和所有组合。
虽然在此可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语被用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被命名为第二元件。
出于描述的目的，可以在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下面”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间相对术语，来描述如图中示出的一个元件与另外的元件的关系。除了图中描绘的方位之外，空间相对术语还旨在包括设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括在上方和在下方两种方位。此外，设备可以被另外地定位(例如，旋转90度或处于其它方位)，如此，相应地解释在此所使用的空间相对描述语。
在此使用的术语仅是为了描述具体实施例的目的，而不意图成为限制。如在此使用的，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该(所述)”也旨在包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”及其各种变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还值得注意的是，如在此使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不是用作程度术语，并且如此，被用于解释本领域普通技术人员将认可的测量、计算和/或提供的值的固有偏差。
在此参照作为理想化的示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图和/或分解图来描述各种示例性实施例。如此，预计出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，在此公开的示例性实施例不应被必然地解释为限于具体示出的区域的形状，而是包括由例如制造导致的形状的偏差。以这样的方式，附图中示出的区域本质上可以是示意性的，并且这些区域的形状可以不反映装置的区域的实际形状，如此，不必意图成为限制。
除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开是其一部分的领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。除非这里明确这样定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与在相关领域的上下文中的它们意思一致的意思，而不应以理想的或过于形式化的意思来进行解释。
图1是根据示例性实施例的液晶显示器的示意图。
液晶显示器包括显示面板1000和背光单元2000。
背光单元2000将光(例如，蓝色光)提供到显示面板1000，为了此目的，可以包括蓝色发光二极管(LED)。在本示例性实施例中使用的蓝色LED可以具有在430nm至465nm的范围中的波长，并且具体地，蓝色LED可以发射455nm波长的光。
另外，蓝色光竖直入射到显示面板1000的下表面上，并且为了具有高的光效率，背光单元2000可以包括诸如棱镜片、漫射片、反射片和亮度增强膜的各种光学片。
显示面板1000包括下面板100、上面板200以及设置在下面板100与上面板200之间的液晶层300。
下面板100包括下偏振器110和B-板补偿层120。此外，下面板100包括TFT基底(未示出)。
TFT基底(未示出)包括透明基底，栅极线和数据线在透明基底的上表面上沿不同方向延伸。另外，设置有分别连接到栅极线和数据线的控制端子和输入端子的薄膜晶体管(TFT)形成在透明基底上，像素电极连接到薄膜晶体管(TFT)的输出端子。薄膜晶体管(TFT)根据施加到栅极线和数据线的信号将电压施加到像素电极。
下偏振器110和B-板补偿层120可以附着到TFT基底的下表面。在这种情况下，B-板补偿层120被附着到TFT基底的下表面，下偏振器110附着在B-板补偿层120下面。在一些示例性实施例中，B-板补偿层120可以设置在TFT基底的上部分处，下偏振器110可以附着于TFT基底的下表面。
下偏振器110具有在一个方向上定向的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。下偏振器110可以以膜形式来附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以小于光的波长的间距布置的结构。
B-板补偿层120设置在下偏振器110的上部分上。B-板补偿层120可以是具有光学双轴特性的膜，并且其面内延迟(Ro)值可以在40nm至100nm的范围中，同时其面外延迟(Rth)值可以在80nm至190nm的范围中。在本示例性实施例中，使用具有70nm的Ro值和135nm的Rth值的B-板补偿层120。
上面板200包括颜色转换层230、光阻挡层220、上偏振器210和C-板补偿层205。上面板200还包括透明基底(未示出)，光阻挡层220和颜色转换层230可以设置在透明基底内侧，上偏振器210可以设置在光阻挡层220和颜色转换层230下方，C-板补偿层205可以设置在上偏振器210下方。
光阻挡层220对形成有各个颜色转换层230QR、230QG和230QB的区域进行划分，使得穿过相邻颜色转换层230的光不被混合。
各个颜色转换层230QR、230QG和230QB交替地布置在由光阻挡层220划分的相应区域中。颜色转换层230QR、230QG和230QB可以被不同地布置，并且在图1的示例性实施例中，红色颜色转换层230QR、绿色颜色转换层230QG和蓝色颜色转换层230QB沿行方向以红色、绿色和蓝色的顺序交替布置。另外，红色颜色转换层230QR、绿色颜色转换层230QG和蓝色颜色转换层230QB具有同一颜色的颜色转换层230沿列方向设置的结构。红色颜色转换层230QR和绿色颜色转换层230QG包括将由背光单元2000提供的蓝色光分别转换为红色光和绿色光的半导体纳米晶，在一些示例性实施例中，蓝色光截止滤波器可以包括在红色颜色转换层230QR和绿色颜色转换层230QG中。蓝色光截止滤波器可以包括黄色颜色滤波器以将由背光单元2000提供的蓝色光转换为白色光。蓝色光截止滤波器可以用于防止未转换的蓝色光在穿过红色颜色转换层230QR和绿色颜色转换层230QG时被发射。
蓝色颜色转换层230QB可以由透明材料制成。即，它可以通过发射由背光单元2000提供的蓝色光来照原样显示蓝色颜色。可以不为此形成层，在一些示例性实施例中，蓝色颜色转换层230QB可以形成为透明膜以消除台阶差。
上偏振器210被设置在光阻挡层220和颜色转换层230下方。
上偏振器210具有在一个方向上定向的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。在图1的示例性实施例中，上偏振器210的透射轴与下偏振器110的透射轴垂直。因此，当电场未施加到使用竖直排列的液晶的液晶显示器时，进入上偏振器210的光被阻挡而不被发射到外部，因此，显示黑色。
上偏振器210可以以膜形式附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以小于光的波长的间距布置的结构。
C-板补偿层205被设置在上偏振器210下面。
C-板补偿层205是单轴补偿膜且在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，并且使用负型(negative type)C-板补偿层，该负型C-板补偿层在竖直方向上的延迟值小于在平面中的延迟值(nx＝ny>nz)。通过定义，在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，但是实际制造的C-板补偿层205可以在nx与ny之间具有微小差异。C-板补偿层205可以具有80nm至200nm的面外延迟(Rth)值，并且因为面内延迟(Ro)值根据定义是nx与ny之间的差，所以它可以具有0nm的Ro值，但是实际制造的C-板补偿层205可以具有接近于0的小的值。当C-板补偿层205的Ro值增加时，因为显示质量会劣化，所以在一些显示装置中使用具有允许的Ro值的C-板补偿层205。在本示例性实施例中，使用具有140nm的Rth值的C-板补偿层205。
C-板补偿层205可以通过涂覆在其中提供延迟的材料、使该材料在预定方向上排列然后固定该材料来形成。例如，C-板补偿层205可以通过以下步骤形成：在涂覆液晶材料的同时通过摩擦或光对准液晶材料来使液晶材料在预定方向上排列；然后通过热处理来固定液晶材料。在这种情况下，由C-板补偿层205提供的延迟值可以通过涂覆材料的厚度来调整。
共电极(未示出)可以设置在C-板补偿层205内侧。上面板200的共电极与下面板100的像素电极产生电场。
液晶层300设置在下面板100与上面板200之间。对于由背光单元2000提供的蓝色光，液晶层300可以提供240nm至350nm的延迟，在本示例性实施例中，液晶层300提供280nm的延迟。
液晶层300中的液晶分子310在没有施加电场时竖直排列，并且液晶分子310在施加电场时旋转为水平排列。这将参照图2A和图2B来详细描述。
图2A和图2B示出了液晶根据示例性实施例中的电场的移动。
图2A是示出在从上方观看显示面板1000时液晶分子310根据电场的排列的俯视图，图中的箭头表示从施加电场前到施加电场后的变化。
在施加电场前，在从上方观看时液晶分子310被看到具有圆形形状。这意味着，相对于在竖直方向(z方向)上传播的光，在面方向(x方向或y方向)上提供了相同的延迟。然而，当对其施加电场时，液晶分子310旋转为在与之前方向垂直的方向上排列。因为在z方向上形成电场，所以在面方向(x方向或y方向)上的分量增加，使得液晶分子310排列为与z方向垂直。随着电场强度增加，在面方向(x方向或y方向)上的分量进一步增加。在显示面板1000中，液晶层300可以被划分为多个畴，在同一畴中，液晶分子310排列为处于同一方向上。因为液晶分子310通过电场在四个方向上排列，所以图2A示出了具有四个畴的示例性实施例。
图2B是示出在从侧面观看显示面板1000时液晶的移动的剖视图，图中的箭头表示从施加电场前到施加电场后的变化。
当未施加电场时，液晶分子310在竖直方向(z方向)上排列，当施加电场时，液晶分子310在面方向上排列，排列角(α)根据电场强度而改变。排列角(α)是竖直方向(虚线)与液晶分子310的长轴(实线)之间的角。随着电场增大，排列角(α)增大。
在下文中，将参照图3A到图3D来描述透射通过显示面板1000的光的偏振特性和漏光现象。
图3A到图3D示出了在示例性实施例与对比示例中的光的偏振特性和光泄漏的对比图，其中，图3A和图3C示出了对比示例，图3B和图3D示出了本示例性实施例。
图3A到图3D示出了直到显示面板1000的颜色转换层230之前的层(即，上偏振器210)的状态以更容易地确认光的偏振。
首先，在根据对比示例的显示面板中，将参照图3A来描述光的偏振特性的变化。
图3A示出了在对比示例中从显示面板的下部分透射通过上部分的光的偏振特性的变化。与本示例性实施例不同，对比示例不包括负型C-板补偿层205。
当由背光单元2000提供的蓝色光穿过显示面板1000的下偏振器110时，蓝色光在一个方向上被线偏振。背光单元2000包括用于使竖直方向(z方向)上的光穿过的多个片，该光实际包括一些倾斜行进的光。
虽然在图3A和图3B中示出的以倾斜方向穿过的光被示出为相对于竖直方向以大的角度倾斜穿过，但是这被夸大地示出，且光实际上以接近于竖直方向的角度穿过。
当光穿过提供延迟的材料时，光被提供有与光的穿过方向垂直的面方向的延迟。即，穿过液晶分子310的光的延迟根据液晶分子310的垂直于穿过方向的剖面(在下文中被称为垂直剖面)来确定。基于此，现在将描述图3A。
液晶分子310的根据在竖直方向(z方向)上行进的光的垂直剖面是圆形的(即，圆形形状312)。因此，在面方向(x方向和y方向)上没有延迟，因此，保持偏振特性而不改变。结果，光被上偏振器阻挡，因此，显示黑色。
然而，液晶分子310的根据倾斜行进光的垂直剖面具有椭圆形状311和313。在这种情况下，面方向上的两种延迟是不同的，并且光的相位改变，使得光不是线偏振，而是椭圆偏振。结果，光未被上偏振器完全阻挡，而是被部分地泄漏。
图3C示出了在对比示例中的光的泄漏的测量结果。即，可看到的是，在对比示例中，大量的光从侧面泄漏。
然而，本示例性实施例包括C-板补偿层205，从而减少从侧面泄漏的光。
光在入射到图3B中的C-板补偿层205上之前的偏振特性与图3A中的偏振特性相同。然而，当光穿过C-板补偿层205时，光的偏振特性改变，因此，即使对于倾斜行进的光，椭圆偏振光的分量也被减少而成为线偏振光。这是由于负型C-板补偿层205。
现在将描述在竖直方向上行进的光。液晶分子310的根据在竖直方向(z方向)上行进的光的垂直剖面是圆形的，并且包括在负型C-板补偿层205中的相位转换材料215的垂直剖面是圆形的，使得穿过这两层的光经历与圆形形状312'对应的延迟。因此，在面方向(x方向和y方向)上产生相同的延迟，使得偏振特性被保持而不改变。结果，光被上偏振器210阻挡，因此显示黑色。
另一方面，液晶分子310的根据倾斜行进的光的垂直剖面是椭圆的，并且包括在负型C-板补偿层205中的相位转换材料215的垂直剖面是椭圆形的。然而，因为包括在负型C-板补偿层205中的相位转换材料215的垂直剖面接近于圆形形状，所以减少了由液晶分子310提供的延迟。即，当倾斜行进的光穿过液晶层300和C-板补偿层205时，光由于接近圆形的垂直剖面(见311'和313')而经历延迟，使得相比于对比示例，光被进一步线偏振。因此，较大量的光被设置在上侧处的上偏振器210阻挡。
图3D示出了在本示例性实施例中测量的光的泄漏的结果。即，与对比示例的光泄漏相比，在本示例性实施例中光从侧面的泄漏大大减少。
在图3A至图3D中，已经描述了在从显示面板1000排除颜色转换层230的状态下光的偏振特性。然而，实际的显示面板1000包括具有半导体纳米晶的颜色转换层230。因此，倾斜发射的光由于半导体纳米晶的朗伯辐射特性(Lambertian radiation characteristic)也朝向前表面发射。这意味着，由于包括半导体纳米晶的颜色转换层230，不论入射的光的方向性如何，光都发射到前表面。在图4A和图4B中示出了该特性。
图4A示出了在穿过偏振器之后测量的光的透射率，图4B示出了在穿过颜色转换层之后测量的光的透射率。
即，图4A示出了向上穿过上偏振器210的光的量。在图4A中，关于下偏振器110和上偏振器210的透射轴(轴1和轴2)，有非常少的光泄漏。然而，光在距透射轴45度附近处泄漏最多。
在图4B中，可确认整体上均匀的光泄漏。图4B示出的是，即使光泄漏仅在侧面处发生，当光穿过颜色转换层230时，从前面也观看到全部光。即，由于半导体纳米晶的朗伯辐射特性，当泄漏到侧面的光被引导到前面时，该光也被从前面观察到。
如图4B中所示，均匀的光泄漏使得显示面板1000的对比度降低。因此，在包括有半导体纳米晶的颜色转换层230的显示面板1000中，应该在全部方向上减少光泄漏，从而增加对比度。为了此目的，当泄漏到侧面的光的量减少时，泄漏到其它部分的光的量也减少。因此，改善了对比度。
现在将参照图5A和图5B来描述行进到侧面的光的特性以减少泄漏到侧面的光。
图5A和图5B示出了在前面和侧面处观看时偏振器的透射轴。
图5A示出了在从上方观看两个偏振器时的透射轴。如图5A中所示，当从上方(从显示面板的前面)观看两个偏振器时，透射轴形成90度的角。
然而，当从侧面观看两个偏振器时，由两个透射轴形成的角不是90度。即，如图5B中所示，当从侧面倾斜地观看两个偏振器的透射轴时，由它们形成的角看上去大于90度。这意味着偏振器的透射轴由于倾斜地行进到侧面的光而被倾斜地观看的现象。在下文中，由从侧面观看的上偏振器的透射轴与下偏振器的透射轴形成的角被称为“侧透射角”。
在基于此描述本示例性实施例之前，将参照图6来描述随后使用的球坐标图。
图6是助于理解光根据液晶显示器中的位置的偏振特性的球坐标图。
图6的球坐标图也被称为“庞加莱球(Poincaré sphere)”，并且是将偏振态应用于具有半径1的球体的图。当由3×3矩阵表示光的偏振特性时，矩阵也可以表示为矢量。这样，当示出光的偏振特性的矢量以三维坐标绘制时，偏振特性如图6中所示显示在球坐标图上。
在图6中，下偏振器110的透射轴的偏振在球坐标图上被示出为“T”。在这种情况下，因为上偏振器210的透射轴相对于下偏振器110的透射轴是90度，所以上偏振器210的透射轴的偏振被示出为与“T”相对的“T2”。考虑到偏振轴在旋转180度时变成同一轴的事实，这是自然的。在与连接T和T2的直线垂直同时穿过中心(0)的直线与球坐标图交汇处的两个点是分别相对于下偏振器110的透射轴为45度和135度的点。另外，在从中心(0)沿与包括T、T2、45°和135°的水平面垂直的方向延伸的直线与球坐标图交汇处的两个点圆偏振(第一圆偏振和第二圆偏振)，其中，一个是左旋圆偏振，另一个是右旋圆偏振。
如图5B中所述，当从侧面观看时，由两个偏振器的透射轴形成角大于90°。这样，当从侧面观看时，上偏振器210的透射轴经过90°并且位于T3处。即，它具有大于90°的值。T3对应于侧透射角。虽然T3的准确地点根据观看位置而不同，但T3的准确地点基于光泄漏最多的地点来设定。在一些示例性实施例中，该地点可以基于侧向光泄漏的量大的区域的一个位置来设定。
这样，当从具体位置的侧面观看时，如果由两个偏振器的透射轴形成的角是T3，则为了防止光泄漏到具体位置的侧面，相对于T3的偏振具有90°的角的光应当入射到上偏振器210上。这是在图6的球坐标图上与T3相对的“A”位置。因此，当具有在“A”位置处偏振的光被提供给上偏振器210时，倾斜行进的光也具有与上偏振器210的透射轴垂直的偏振，使得光被阻挡，并且降低用于显示黑色的亮度。
考虑到此，将参照图7A至图7D来描述根据本示例性实施例的偏振特性的变化。
图7A至图7D是顺序地示出根据图1的示例性实施例的光的偏振变化的球坐标图。
图7A示出了透射通过下偏振器110的光的偏振；图7B示出了透射通过B-板补偿层120的光的偏振；图7C示出了透射通过液晶层300的光的偏振；图7D示出了透射通过负型C-板补偿层205的光的偏振。
首先，由背光单元2000提供的蓝色光穿过下偏振器110并且被线偏振。下偏振器110的透射轴的方向在球坐标图上被示出为“T”(见图7A)。
然后，当B-板补偿层120透射光时，光的偏振变为“E”位置。“E”位置可以根据B-板补偿层120的补偿特性而改变，该处的偏振是椭圆偏振中的一种(见图7B)。在本示例性实施例中使用的B-板补偿层120中，Ro是70nm，且Rth是135nm。
接着，当液晶层300透射光时，光的偏振变为“F”位置。“F”位置也可以根据液晶层300的延迟特性而改变，其中，该处的偏振是椭圆偏振中的一种，并且是在“E”位置的相反方向上的椭圆偏振(见图7C)。在本示例性实施例中，液晶层由提供280nm的延迟的材料形成，并且形成为具有提供该延迟的厚度。
然后，当负型C-板补偿层205透射光时，偏振变为“A”位置的线偏振。因为“A”位置与上偏振器210的在从侧面观看时的透射轴垂直，所以上偏振器210不透射光。因此，清楚地显示黑色，且不发生光泄漏。在本示例性实施例中，负型C-板补偿层205的Rth是140nm。C-板补偿层205的Ro值是接近于0的非常小的值。
因为即使在侧面处也不发生光泄漏，所以即使在考虑颜色转换层230的半导体纳米晶的朗伯辐射特性时黑色亮度也不增加。因此，改善了对比度。
在下文中，将参照图8来描述本发明的另一示例性实施例。
图8示出了根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
与图1的示例性实施例不同，负型C-板补偿层105包括在图8的下面板100中。
液晶显示器包括显示面板1000和背光单元2000。
背光单元2000将光(例如，蓝色光)提供到显示面板1000，为了此目的，可以包括蓝色LED。在本示例性实施例中使用的蓝色LED可以具有430nm至465nm的波长范围，具体地，蓝色LED可以发射455nm波长的光。
另外，蓝色光竖直入射到显示面板1000的下表面上，背光单元2000可以包括诸如棱镜片、漫射片、反射片和亮度增强膜的各种光学片以提供高的光效率。
显示面板1000包括下面板100、上面板200以及设置在下面板100与上面板200之间的液晶层300。
下面板100包括下偏振器110、B-板补偿层120和C-板补偿层105。虽然未示出，但下面板100包括TFT基底。
TFT基底(未示出)包括透明基底，栅极线和数据线在透明基底的上表面上沿不同方向延伸。另外，设置有分别连接到栅极线和数据线的控制端子和输入端子的薄膜晶体管(TFT)形成在透明基底上，像素电极连接到薄膜晶体管(TFT)的输出端子。薄膜晶体管(TFT)根据施加到栅极线和数据线的信号将电压施加到像素电极。
下偏振器110、B-板补偿层120和C-板补偿层105可以附着到TFT基底的下表面。在这种情况下，C-板补偿层105被附着到TFT基底的下表面，B-板补偿层120被附着到C-板补偿层105下面，并且下偏振器110附着在B-板补偿层120下面。在一些示例性实施例中，B-板补偿层120和C-板补偿层105可以设置在TFT基底的上部分处，下偏振器110可以附着于TFT基底的下表面。在这种情况下，B-板补偿层120设置在C-板补偿层105下面。
下偏振器110具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。下偏振器110可以以膜形式来附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以在一个方向上以比光的波长窄的间距布置。
B-板补偿层120设置在下偏振器110的上部分上。B-板补偿层120可以是具有光学双轴特性的膜，并且其面内延迟(Ro)值可以在40nm至100nm的范围中，同时其面外延迟(Rth)值可以在80nm至190nm的范围中。在本示例性实施例中，使用具有70nm的Ro值和135nm的Rth值的B-板补偿层120。
C-板补偿层105设置在B-板补偿层120的上部分处。C-板补偿层105是单轴补偿膜且在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，并且使用负型C-板补偿层，该负型C-板补偿层在竖直方向上的延迟值小于在平面中的延迟值(nx＝ny>nz)。通过定义，在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，但是实际制造的C-板补偿层105可以在nx与ny之间具有微小差异。C-板补偿层105可以具有80nm至200nm的面外延迟(Rth)值，并且因为面内延迟(Ro)值根据定义是nx与ny之间的差，所以它优选地具有0nm的Ro值，但是实际制造的C-板补偿层105可以具有小的值。当Ro值增加时，因为显示质量会劣化，所以在一些显示装置中使用具有允许的Ro值的C-板补偿层105。在本示例性实施例中，使用具有140nm的Rth值的C-板补偿层105。
C-板补偿层105可以形成为膜形式，并且附着到TFT基底(未示出)的下部分。此外，在一些示例性实施例中，它可以设置在TFT基底(未示出)内侧。设置在TFT基底(未示出)内侧的C-板补偿层105可以设置在TFT基底(未示出)的设置在薄膜晶体管下方或上的透明部分上。C-板补偿层105可以通过涂覆提供延迟的材料、使该材料在预定方向上排列然后固定该材料来形成。例如，C-板补偿层105可以通过以下步骤形成：在涂覆液晶材料的同时通过摩擦或光对准液晶材料来使液晶材料在预定方向上排列；然后通过热处理来固定液晶材料。在这种情况下，由C-板补偿层105提供的延迟值可以通过改变涂覆材料的厚度来调整。
上面板200包括颜色转换层230、光阻挡层220和上偏振器210。上面板200还包括透明基底(未示出)，光阻挡层220和颜色转换层230可以设置在透明基底内侧，同时上偏振器210可以设置在光阻挡层220和颜色转换层230下面。
光阻挡层220对形成有各个颜色转换层230的区域进行划分，使得穿过相邻颜色转换层230的光不被混合。
红色、绿色和蓝色颜色转换层230交替地布置在由光阻挡层220划分的相应区域中。红色、绿色和蓝色颜色转换层230可以被不同地布置。
红色颜色转换层和绿色颜色转换层包括将由背光单元2000提供的光分别转换为红色光和绿色光的半导体纳米晶，在一些示例性实施例中，蓝色光截止滤波器可以包括在红色颜色转换层和绿色颜色转换层中。蓝色光截止滤波器可以包括黄色颜色滤波器以将由背光单元2000提供的蓝色光转换为白色光。另一方面，蓝色光截止滤波器可以用于防止未转换的蓝色光在穿过红色和绿色颜色转换层230时被发射。
蓝色颜色转换层230可以由透明材料制成。即，蓝色颜色转换层230可以通过发射由背光单元2000提供的蓝色光来照原样显示蓝色颜色。可以不为此形成层，在一些示例性实施例中，蓝色颜色转换层230可以形成为透明膜以消除台阶差。
上偏振器210被设置在光阻挡层220和颜色转换层230下面。
上偏振器210具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。在图8的示例性实施例中，上偏振器210的透射轴与下偏振器110的透射轴垂直。因此，当电场未施加到使用竖直排列的液晶的显示装置时，从下部进入上偏振器210的光被阻挡而不被发射到外部，因此，显示黑色。
上偏振器210可以以膜形式附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以小于光的波长的间距布置的结构。
共电极(未示出)可以设置在上偏振器210内侧。上面板200的共电极与下面板100的像素电极产生电场。
液晶层300设置在下面板100与上面板200之间。对于由背光单元2000提供的蓝色光，液晶层300可以提供240nm至350nm的延迟，在本示例性实施例中，液晶层300提供280nm的延迟。
液晶层300中的液晶分子310在没有施加电场时竖直排列，并且液晶分子310在施加电场时旋转为水平排列。
在下文中，将参照图9来描述透射通过显示面板1000的光的偏振特性。
图9示出了在图8的示例性实施例中光的偏振特性。
图9示出了直到显示面板1000的颜色转换层230之前的层(即，上偏振器210)的状态以更容易地确认光的偏振。
比较图9和图3A，可看出的是，在图9中入射到上偏振器210上的光的椭圆偏振分量减少，使得光几乎是线偏振。
将参照图9描述竖直方向上行进的光。液晶分子310的根据在竖直方向(z方向)上行进的光的垂直剖面是圆形的，并且包括在负型C-板补偿层105中的相位转换材料115的垂直剖面是圆形的，使得穿过这两层的光经历与圆形形状312'对应的延迟。因此，在面方向(x方向和y方向)上产生相同的延迟，使得偏振特性被保持而不改变。结果，光被上偏振器210阻挡，因此导致显示黑色。
另一方面，液晶分子310的根据倾斜行进的光的垂直剖面是椭圆的，并且包括在负型C-板补偿层105中的相位转换材料115的垂直剖面是与圆形形状相似的椭圆形形状。结果，当倾斜行进的光穿过液晶层300和C-板补偿层105时，倾斜行进的光由于接近圆形的垂直剖面(见311'和313')而经历延迟，使得相比于图3A的对比示例，光被进一步线偏振。因此，较大量的光被设置在上侧处的上偏振器210阻挡。
在图9中，已经描述了在从显示面板1000排除颜色转换层230的状态下光的偏振特性。然而，实际的显示面板1000包括具有半导体纳米晶的颜色转换层230。因此，倾斜发射的光由于半导体纳米晶的朗伯辐射特性也朝向前表面发射。这是因为不论入射到颜色转换层230上的光的方向性如何，包括半导体纳米晶的颜色转换层230都朝向前表面发射光。
因此，为了在显示黑色时使亮度降低，还需要减少泄漏到侧面的光。另外，如图5B中所示，当从侧面观看时，由上偏振器210和下偏振器110的两个透射轴形成的角看上去是大于90度的角(侧透射角)。这样，显示面板1000应当被构造为使得光以相对于上偏振器210的在从侧面观看时的透射轴的角度(侧透射角)成90°的角入射到上偏振器210上。然而，上偏振器210的透射轴的角度(侧透射角)根据从侧面观看的角度而改变，并且因为偏振特性根据使用的液晶层300或补偿层(B-板补偿层、C-板补偿层)而改变，所以角度(侧透射角)可以在各种数值范围中。在下文中，将描述基于发生最大光泄漏所处的角的实验。
考虑到此，将参照图10来描述根据图8的示例性实施例的偏振特性的改变。
图10示出了根据图8的示例性实施例的光偏振变化。
与图7A至图7D不同，在图10中的一个球坐标图中用一个箭头示出了偏振特性的变化。
首先，由背光单元2000提供的蓝色光穿过下偏振器110并且被线偏振。下偏振器110的透射轴的方向在球坐标图上被示出为“T”。
然后，当B-板补偿层120透射光时，光的偏振变为“E”位置。“E”位置可以根据B-板补偿层120的补偿特性而改变，该处的偏振是椭圆偏振中的一种。在本示例性实施例中使用的B-板补偿层120中，Ro是70nm，且Rth是135nm。
接着，当负型C-板补偿层105透射光时，光的偏振变为“F'”位置。“F'”位置也可以根据C-板补偿层105的补偿特性而改变，其中，该处的偏振是椭圆偏振中的一种，并且是与“E”位置相同方向上的椭圆偏振。在本示例性实施例中，负型C-板补偿层105的Rth是140nm。C-板补偿层105的Ro值是接近于0的非常小的值。
然后，当液晶层300透射光时，光的偏振变为“A”位置。因为“A”位置与上偏振器210的在从侧面观看时的透射轴垂直，所以上偏振器210不透射光。因此，清楚地显示黑色，且不发生光泄漏。在本示例性实施例中，液晶层300由提供280nm的延迟的材料形成，并且形成为具有提供该延迟的必要的厚度。
因为即使在侧面处也不发生光泄漏，所以即使在考虑颜色转换层230的半导体纳米晶的朗伯辐射特性时黑色亮度也不增加。因此，改善了对比度。
参照图10，与在图1的示例性实施例中一样的，图8的示例性实施例也示出了在侧面处的光泄漏关于上偏振器210减少。因此，可看出的是，不论C-板补偿层设置在上面板200上还是在下面板100上，都改善了包括具有半导体纳米晶的颜色转换层230的显示装置的对比度特性。
以上已经描述了包括B-板补偿层和负型C-板补偿层的显示面板1000。在下文中，将主要描述包括负型C-板补偿层和A-板补偿层的显示面板1000。
图11示出了根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
液晶显示器包括显示面板1000和背光单元2000。
背光单元2000将光(例如，蓝色光)提供到显示面板1000，为了此目的，可以包括蓝色LED。在本示例性实施例中使用的蓝色LED可以具有在430nm至465nm的范围中的波长，并且具体地，蓝色LED发射455nm波长的光。
另外，蓝色光竖直入射到显示面板1000的下表面上，并且为了产生高的光效率，背光单元2000可以包括诸如棱镜片、漫射片、反射片和亮度增强膜的各种光学片。
显示面板1000包括下面板100、上面板200以及设置在下面板100与上面板200之间的液晶层300。
下面板100包括下偏振器110和A-板补偿层130。虽然未示出，但下面板100包括TFT基底。
TFT基底(未示出)包括透明基底，栅极线和数据线在透明基底的上表面上沿不同方向延伸,。另外，设置有分别连接到栅极线和数据线的控制端子和输入端子的薄膜晶体管(TFT)形成在透明基底上，像素电极连接到薄膜晶体管(TFT)的输出端子。薄膜晶体管(TFT)根据施加到栅极线和数据线的信号将电压施加到像素电极。
下偏振器110和A-板补偿层130可以附着到TFT基底的下表面。在这种情况下，A-板补偿层130被附着到TFT基底的下表面，下偏振器110附着在A-板补偿层130下面。在一些示例性实施例中，A-板补偿层130可以设置在TFT基底的上部分处，下偏振器110可以附着于TFT基底的下表面。
下偏振器110具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。下偏振器110可以以膜形式来附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以小于光的波长的间距布置的结构。
A-板补偿层130设置在下偏振器110上。A-板补偿层130可以是具有光学单轴特性的膜，并且A-板补偿层130提供竖直方向与面方向(x方向和y方向)中的一个方向相同的延迟。在面方向(x方向和y方向)中的另一方向上提供其它延迟。在本发明的示例性实施例中，A-板补偿层130的Ro(面内延迟)值可以在70nm至180nm的范围中，且其Rth(面外延迟)值可以在10nm至90nm的范围中。在本示例性实施例中，使用具有130nm的Ro值和65nm的Rth值的A-板补偿层130。
上面板200包括颜色转换层230、光阻挡层220、上偏振器210和C-板补偿层205。上面板200还包括透明基底(未示出)，光阻挡层220和颜色转换层230可以设置在透明基底内侧，上偏振器210可以设置在光阻挡层220和颜色转换层230下方，C-板补偿层205可以设置在上偏振器210下面。
光阻挡层220对形成有各个颜色转换层230的区域进行划分，使得穿过相邻颜色转换层230的光不被混合。
红色、绿色和蓝色颜色转换层230交替地布置在由光阻挡层220划分的相应区域中。红色、绿色和蓝色颜色转换层230可以被不同地布置。
红色颜色转换层和绿色颜色转换层包括将由背光单元2000提供的光分别转换为红色光和绿色光的半导体纳米晶，在一些实施例中，蓝色光截止滤波器可以包括在红色颜色转换层和绿色颜色转换层中。蓝色光截止滤波器可以包括黄色颜色滤波器以将由背光单元2000提供的蓝色光转换为白色光。另一方面，蓝色光截止滤波器可以用于防止未转换的蓝色光在穿过红色和绿色颜色转换层230时被发射。
蓝色颜色转换层230可以由透明材料制成。即，蓝色颜色转换层230可以通过发射由背光单元2000提供的蓝色光来照原样显示蓝色颜色。可以不为此形成层，在一些示例性实施例中，蓝色颜色转换层230可以形成为透明膜以消除台阶差。
上偏振器210被设置在光阻挡层220和颜色转换层230下面。
上偏振器210具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。在图11的示例性实施例中，上偏振器210的透射轴与下偏振器110的透射轴垂直。因此，当电场未施加到使用竖直排列的液晶的显示装置时，从下部进入上偏振器210的光被阻挡而不被发射到外部。因此，显示黑色。
上偏振器210可以以膜形式附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以比光的波长窄的间距布置的结构。
C-板补偿层205被设置在上偏振器210下面。
C-板补偿层205是单轴补偿膜且在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，并且使用负型C-板补偿层，该负型C-板补偿层在竖直方向上的延迟值小于在平面中的延迟值(nx＝ny>nz)。通过定义，在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，但是实际制造的C-板补偿层205可以在nx与ny之间具有微小差异。C-板补偿层205可以具有130nm至300nm的面外延迟(Rth)值，并且因为面内延迟(Ro)值根据定义是nx与ny之间的差，所以它可以具有0nm的Ro值，但是实际制造的C-板补偿层205可以具有接近于0的小的值。当C-板补偿层205的Ro值增加时，因为显示质量会劣化，所以在一些显示装置中使用具有允许的Ro值的C-板补偿层205。在本示例性实施例中，使用具有220nm的Rth值的C-板补偿层205。
C-板补偿层205可以通过涂覆在其中提供延迟的材料、使该材料在预定方向上排列然后固定该材料来形成。例如，C-板补偿层205可以通过以下步骤形成：在涂覆液晶材料的同时通过摩擦或光对准液晶材料来使液晶材料在预定方向上排列；然后通过热处理来固定液晶材料。在这种情况下，由C-板补偿层205提供的延迟值可以通过涂覆材料的厚度来调整。
共电极(未示出)可以设置在C-板补偿层205内侧。上面板200的共电极与下面板100的像素电极产生电场。
液晶层300设置在下面板100与上面板200之间。关于由背光单元2000提供的蓝色光，液晶层300可以提供240nm至350nm的延迟，在本示例性实施例中，液晶层300提供280nm的延迟。
液晶层300中的液晶分子310在没有施加电场时竖直排列，并且液晶分子310在施加电场时旋转为水平排列。
在下文中，将参照图12A至图12D来描述透射通过显示面板1000的光的偏振特性。
图12A至图12D示出了顺序地示出根据图11的示例性实施例的光的偏振变化的球坐标图。
如图12A中所示，由背光单元2000提供的蓝色光穿过下偏振器110并且被线偏振。下偏振器110的透射轴的方向在球坐标图上被示出为“T”。
然后，如图12B中所示，当A-板补偿层130透射光时，光的偏振变为“G”位置。“G”位置可以根据A-板补偿层130的补偿特性而改变，该处的偏振是椭圆偏振中的一种。本示例性实施例中使用的A-板补偿层130的Ro是130nm，且其Rth是65nm。
接着，如图12C中所示，当液晶层300透射光时，光的偏振变为“H”位置。“H”位置也可以根据液晶层300的延迟特性而改变，该处的偏振是椭圆偏振中的一种，并且是在“G”位置的相反方向上的椭圆偏振。在本示例性实施例中，液晶层300由提供280nm的延迟的材料形成，并且形成为具有提供该延迟的必要的厚度。
然后，如图12D中所示，当负型C-板补偿层205透射光时，光的偏振变为“A”位置。因为“A”位置与上偏振器210的在从侧面观看时的透射轴垂直，所以上偏振器210不透射光。因此，清楚地显示黑色，且不发生光泄漏。在本示例性实施例中，负型C-板补偿层205的Rth是220nm。C-板补偿层205的Ro值是接近于0的非常小的值。
因为即使在侧面处也不发生光泄漏，所以即使在考虑颜色转换层230的半导体纳米晶的朗伯辐射特性时黑色亮度也不增加。因此，改善了对比度。
在下文中，将参照图13来描述包括A-板补偿层130且C-板补偿层105设置在下面板100的示例性实施例。
图13示出了根据另一示例性实施例的液晶显示器的示意图。
液晶显示器包括显示面板1000和背光单元2000。
背光单元2000将光(例如，蓝色光)提供到显示面板1000，为了此目的，可以包括蓝色LED。在本示例性实施例中使用的蓝色LED可以具有在430nm至465nm的范围中的波长，具体地，蓝色LED发射455nm波长的光。
另外，蓝色光竖直入射到显示面板1000的下表面上，背光单元2000可以包括诸如棱镜片、漫射片、反射片和亮度增强膜的各种光学板以具有高的光效率。
显示面板1000包括下面板100、上面板200以及设置在下面板与上面板之间的液晶层300。
下面板100包括下偏振器110、A-板补偿层130和C-板补偿层105。虽然未示出，但下面板100包括TFT基底(未示出)。
TFT基底包括透明基底，栅极线和数据线在透明基底的上表面上沿不同方向延伸。另外，设置有分别连接到栅极线和数据线的控制端子和输入端子的薄膜晶体管(TFT)形成在透明基底上，并且像素电极连接到薄膜晶体管(TFT)的输出端子。薄膜晶体管(TFT)根据施加到栅极线和数据线的信号将电压施加到像素电极。
下偏振器110、A-板补偿层130和C-板补偿层105可以附着到TFT基底的下表面。在这种情况下，C-板补偿层105附着到TFT基底的下表面，A-板补偿层130附着在C-板补偿层105下面，下偏振器110附着在A-板补偿层130下面。在一些示例性实施例中，A-板补偿层130和C-板补偿层105可以设置在TFT基底的上部分处，下偏振器110可以附着于TFT基底的下表面。在这种情况下，A-板补偿层130设置在C-板补偿层105下面。
下偏振器110具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。下偏振器110可以以膜形式来附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以在一个方向上以比光的波长小的间距布置。
A-板补偿层130设置在下偏振器110的上部分处。A-板补偿层130可以是具有光学双轴特性的膜，并且A-板补偿层130提供竖直方向与面方向(x方向和y方向)中的一个方向相同的延迟。在面方向(x方向和y方向)中的另一方向上提供其它延迟。在本发明的示例性实施例中，A-板补偿层130的Ro(面内延迟)值可以在70nm至180nm的范围中，且其Rth(面外延迟)值可以在10nm至90nm的范围中。在本示例性实施例中，使用具有130nm的Ro值和65nm的Rth值的A-板补偿层130。
C-板补偿层105设置在A-板补偿层130的上部分处。C-板补偿层105是单轴补偿膜且在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，并且使用负型C-板补偿层，该负型C-板补偿层在竖直方向上的延迟值小于在平面中的延迟值(nx＝ny>nz)。通过定义，在平面中的方向上提供的延迟值是相同的(nx＝ny)，但是实际制造的C-板补偿层105可以在nx与ny之间具有微小差异。C-板补偿层105可以具有130nm至300nm的面外延迟(Rth)值，并且因为面内延迟(Ro)值根据定义是nx与ny之间的差，所以它优选地具有0nm的Ro值，但是实际制造的C-板补偿层105可以具有小的值。当Ro值增加时，因为显示质量会劣化，所以在一些显示装置中使用具有允许的Ro值的C-板补偿层105。在本示例性实施例中，使用具有220nm的Rth值的C-板补偿层105。
C-板补偿层105可以形成为膜形式，并且附着到TFT基底(未示出)的下部分。在一些示例性实施例中，它可以设置在TFT基底(未示出)内侧。设置在TFT基底(未示出)内侧的C-板补偿层105可以设置在TFT基底(未示出)的设置在薄膜晶体管下方或上的透明部分上。C-板补偿层105可以通过涂覆提供延迟的材料、使材料在预定方向上排列然后固定该材料来形成。例如，C-板补偿层105可以通过以下步骤形成：在涂覆液晶材料的同时通过摩擦或光对准液晶材料来使液晶材料在预定方向上排列；然后通过热处理来固定液晶材料。在这种情况下，由C-板补偿层105提供的延迟值可以通过调整涂覆材料的厚度来调整。
上面板200包括颜色转换层230、光阻挡层220和上偏振器210。上面板200也包括透明基底(未示出)，光阻挡层220和颜色转换层230可以设置在透明基底内侧，并且上偏振器210可以设置在光阻挡层220和颜色转换层230下面。
光阻挡层220对形成有各个颜色转换层230的区域进行划分，使得穿过相邻颜色转换层230的光不被混合。
红色、绿色和蓝色颜色转换层230交替地布置在由光阻挡层220划分的相应区域中。红色、绿色和蓝色颜色转换层230可以被不同地布置。
红色颜色转换层和绿色颜色转换层包括将由背光单元2000提供的光分别转化为红色光和绿色光的半导体纳米晶，在一些实施例中，蓝色光截止滤波器可以包括在红色颜色转换层和绿色颜色转换层中。蓝色光截止滤波器可以包括黄色颜色滤波器以将由背光单元2000提供的蓝色光转换为白色光。另一方面，蓝色光截止滤波器可以用于防止未转换的蓝色光在穿过红色和绿色颜色转换层230时被发射。
蓝色颜色转换层230可以由透明材料制成。即，蓝色颜色转换层230可以通过发射由背光单元2000提供的蓝色光来照原样显示蓝色颜色。可以为此不形成层，在一些示例性实施例中，蓝色颜色转换层230可以形成为透明膜以消除台阶差。
上偏振器210被设置在光阻挡层220和颜色转换层230下面。
上偏振器210具有在一个方向上的透射轴，并且阻挡在与透射轴垂直的方向上的光。在图13的示例性实施例中，上偏振器210的透射轴与下偏振器110的透射轴垂直。因此，当电场未施加到使用竖直排列的液晶的显示装置时，从下部进入上偏振器210的光被阻挡并且不被发射到外部，因此，显示黑色。
上偏振器210可以以膜形式附着，可以涂覆有聚合物材料，或者可以由具有微小间距的多条金属布线形成。多条金属布线可以具有在一个方向上以比光的波长窄的间距布置的结构。
共电极(未示出)可以设置在上偏振器210内侧。上面板200的共电极与下面板100的像素电极产生电场。
液晶层300设置在下面板100与上面板200之间。对于由背光单元2000提供的蓝色光，液晶层300可以提供240nm至350nm的延迟，在本示例性实施例中，液晶层300提供280nm的延迟。
液晶层300中的液晶分子310在没有施加电场时竖直排列，并且液晶分子310在施加电场时旋转为水平排列。
关于图13的示例性实施例，未在单独的球坐标图中示出改变的偏振特性。在图1的示例性实施例与图8的示例性实施例两者中，不论C-板补偿层设置在上面板200上还是下面板100上，在球坐标图上的“A”位置(关于上偏振器210的在从侧面观看时的透射轴形成90°的角的偏振)的光进入上偏振器210。因此，在图13的示例性实施例中，具有与图11的示例性实施例的偏振特性相同的偏振特性的光进入上偏振器210。因此，即使在图13的示例性实施例中，在球坐标图上的“A”位置处的光入射到上偏振器210上，且倾斜进入侧面的光被阻挡，使得也减少了在侧面处的光泄漏。结果，即使在考虑颜色转换层230的半导体纳米晶的朗伯辐射特性时黑色亮度也不增加。因此，也改善了图13的显示装置中的对比度。
图14是用于比较本发明的示例性实施例与对比示例的对比度的差异的图。
图14的图的竖直轴表示对比度，图14中示出了三个示例。
在图14中，“对比示例1”是负型C板(C-板补偿层)以膜的形式附着到颜色转换层上的对比示例，具体地，在对比示例中，附着了一个膜。
“对比示例2”是负型C板如对比示例1中以膜的形式附着到颜色转换层上的对比示例，具体地，在该对比示例中，为了改善补偿特性，附着了两个膜。
在图14中，“单元内C板(In-cell C板)”是本发明的示例性实施例，其中，负型C板形成在颜色转换层内侧。在这种情况下，负型C板的Rth值是140nm，且其Ro值是接近于0的小的值。
对比示例1、对比示例2和单元内C板都包括B-板(B-板补偿层)。
如图14中所示，因为C板形成在颜色转换层内侧，所以它能够消除侧面光泄漏，因此，减少了通过半导体纳米晶发射到前面的光，从而降低黑色亮度。
然而，虽然使用C板，但当它设置在颜色转换层上方(或外部)时，对比度减小。这是由于泄漏到颜色转换层中的光。参照图14，本示例性实施例(其中，C板形成在颜色转换层下方)具有是对比示例1(其中，C板形成在颜色转换层上方)中的对比度170倍或更多的对比度。
图14示出了每个对比度具有预定数值范围的示例性实施例和对比示例，它示出了在液晶层的厚度改变时测量的实验结果。可看出的是，即使当将C板设置在颜色转换层内侧而液晶层的厚度改变时，本示例性实施例的对比度也显著地改善。
因为对比示例1、对比示例2和单元内C板中的每个包括B-板，所以未示出使用A-板(A-板补偿层)时的效果。然而，因为A-板是单轴膜，所以相比于作为双轴膜的B-板，它可以更容易地优化补偿。这是因为要考虑的轴的数量减少。
因此，即使在使用A-板的示例性实施例中，因为它能够防止光泄漏到上偏振器的侧面，所以即使光透射通过颜色转换层，对比度也由于黑色的亮度未增加而得到改善。
根据发明构思，当在具有使用半导体纳米晶的颜色转换层的液晶显示器上显示黑色颜色时，减少了在上偏振器中产生的侧向光泄漏，因此，也减少了穿过颜色转换层的光，从而降低了黑色亮度。因此，改善了具有颜色转换层的液晶显示器中的对比度。
尽管在此已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是通过该描述，其它实施例和修改将是明显的。因此，发明构思不限于这样的实施例，而是相反，发明构思限于所附权利要求以及各种明显的修改和对于本领域普通技术人员来说将是明显的等同布置的更宽的范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示器，所述液晶显示器包括：
显示面板，包括上面板、下面板和设置在所述上面板与所述下面板之间的液晶层；以及
背光单元，被构造为将光提供到所述显示面板，
其中：
所述上面板包括具有半导体纳米晶的颜色转换层和上偏振器；
所述下面板包括B-板补偿层和下偏振器；
所述上面板和所述下面板中的一个包括负型C-板补偿层；
所述上偏振器设置在所述颜色转换层的下部分处；以及
所述负型C-板补偿层设置在所述上偏振器与所述下偏振器之间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述负型C-板补偿层的面外延迟Rth值在80nm至200nm的范围内，
其中：
所述B-板补偿层具有光学双轴特性；
所述B-板补偿层的面内延迟Ro值在40nm至100nm的范围内；以及
所述B-板补偿层的面外延迟Rth值在80nm至190nm的范围内。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其中：
所述背光单元被构造为将蓝色光提供到所述显示面板；以及
所述蓝色光具有在430nm至465nm的范围内的波长，
其中：
所述液晶层包含液晶分子；
所述液晶分子在未向其施加电场时竖直排列；以及
所述液晶层对由所述背光单元提供的所述蓝色光总共引起240nm至350nm的延迟。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中：
当在预定位置处从侧面观看时，由所述上偏振器的透射轴和所述下偏振器的透射轴形成的角被称为侧透射角；
其中，当显示黑色时，相对于所述侧透射角垂直偏振的光入射到所述上偏振器上，并且
其中，在所述预定位置处的所述侧面位于侧向光泄漏的量大的区域中。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中：
当所述上面板包括所述负型C-板补偿层时，在所述上面板中，所述负型C-板补偿层设置在所述上偏振器的下部分处，并且在所述下面板中，所述B-板补偿层设置在所述下偏振器的上部分处，
当所述下面板包括所述负型C-板补偿层时，在所述下面板中，所述B-板补偿层设置在所述下偏振器的上部分处，并且所述负型C-板补偿层设置在所述B-板补偿层的上部分处。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中：
所述负型C-板补偿层通过涂覆在其处引起延迟的材料来形成；以及
所述颜色转换层的所述半导体纳米晶具有朗伯辐射特性以朝向前表面发射倾斜发射的光。
7.一种液晶显示器，所述液晶显示器包括：
显示面板，包括上面板、下面板和设置在所述上面板与所述下面板之间的液晶层；以及
背光单元，被构造为将光提供到所述显示面板，
其中，所述上面板包括具有半导体纳米晶的颜色转换层和上偏振器，
所述下面板包括A-板补偿层和下偏振器，
所述上面板和所述下面板中的一个包括负型C-板补偿层，
所述上偏振器设置在所述颜色转换层的下部分处，并且
所述负型C-板补偿层设置在所述上偏振器与所述下偏振器之间。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中，所述负型C-板补偿层的面外延迟Rth值在130nm至300nm的范围内，
其中：
所述A-板补偿层具有光学双轴特性；
所述A-板补偿层的面内延迟Ro值在70nm至180nm的范围内；以及
所述A-板补偿层的面外延迟Rth值在10nm至90nm的范围内，
其中：
所述背光单元被构造为将蓝色光提供到所述显示面板；以及
所述蓝色光具有在430nm至465nm的范围内的波长，
其中：
所述液晶层包含液晶分子；
所述液晶分子在未向其施加电场时竖直排列；以及
所述液晶层对由所述背光单元提供的所述蓝色光总共引起240nm至350nm的延迟。
9.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中：
当在预定位置处从侧面观看时，由所述上偏振器的透射轴和所述下偏振器的透射轴形成的角被称为侧透射角；
其中，当显示黑色时，相对于所述侧透射角垂直偏振的光入射到所述上偏振器上，并且
其中，在所述预定位置处的所述侧面位于侧向光泄漏的量大的区域中。
10.根据权利要求7所述的液晶显示器，其中：
当所述上面板包括所述负型C-板补偿层时，在所述上面板中，所述负型C-板补偿层设置在所述上偏振器的下部分处，并且在所述下面板中，所述A-板补偿层设置在所述下偏振器的上部分处，
当所述下面板包括所述负型C-板补偿层时，在所述下面板中，所述A-板补偿层设置在所述下偏振器的上部分处，并且所述负型C-板补偿层设置在所述A-板补偿层的上部分处。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190712

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