CN1503014A - 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置 - Google Patents

偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1503014A
CN1503014A CNA021520526A CN02152052A CN1503014A CN 1503014 A CN1503014 A CN 1503014A CN A021520526 A CNA021520526 A CN A021520526A CN 02152052 A CN02152052 A CN 02152052A CN 1503014 A CN1503014 A CN 1503014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
microlens array
liquid crystal
wave plate
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA021520526A
Other languages
English (en)
Inventor
戴书麟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Original Assignee
Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd, Hon Hai Precision Industry Co Ltd filed Critical Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Priority to CNA021520526A priority Critical patent/CN1503014A/zh
Publication of CN1503014A publication Critical patent/CN1503014A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

本发明涉及一种偏光装置，其包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片。工作时，平行光线经过第一微透镜阵列与第二微透镜阵列后变成光束宽度较窄的平行光线，该平行光线经过双折射晶体后分成两束偏折光，其中一束偏折光经过半波片变成与另外一束偏折光偏振态相同的平行光线输出，从而将入射光线完全转化线偏振光输出。本发明还涉及一种使用该偏光装置的偏振光源系统与液晶显示装置。

Description

偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置
【技术领域】
本发明是涉及一种偏光装置，以及使用该偏光装置的偏振光源系统与液晶显示装置。
【背景技术】
近年来，随着液晶显示器的彩色化，其应用领域越来越广，如手机、PDA、笔记本电脑等。因液晶显示器本身不能发光，因而要利用一光源系统作为液晶显示器的光源，如背光系统。现有技术中的背光系统包括导光板、反射板、光扩散板、光源及光源罩。从背光系统出射的光线进入液晶单元时必须为偏振光，因此在液晶单元两侧贴上、下偏光膜以组合液晶的偏振态，但从背光系统出射的光线经过下偏光膜时有50％被吸收，因此入射光线的利用率较低；另，从光源出射的光线经过导光板、反射板、光扩散板时部分光线被其吸收，且在光学元件的界面处发生多次反射而产生损耗，因此背光系统的发光效率极低，进而影响液晶显示的亮度。
1998年9月15日公告的美国专利第5,808,709号揭示一改进光源发光效率的偏振光源系统，如图1所示，该偏振光源系统包括光源71、光源罩72、反射板73、各向异性层(Anisotropic Layer)74、导光板75、第一延迟片76、第二延迟片77。工作时，从光源71出射的光线一部分经过各向异性层74，该各向异性层74传输第一偏振光(偏振方向垂直于纸面的偏振光)而反射与该第一偏振光垂直的第二偏振光(偏振方向平行于纸面的偏振光)，其中，第一偏振光被反射板73反射后从导光板75出射；而第二偏振光被导光板75反射后进入各向异性层74，其被反射板73反射后经过导光板75、第一延迟片76及第二延迟片77后变成偏振方向与第一偏振光相同的偏振光后入射到液晶面板78中，因此提高光源71的发光效率。
然而，从光源71出射的光线经光源罩72后会有部分光线经过光源罩72与反射板73直接出射，从而损失部分光线，还有从光源71出射的部分光线直接经过导光板75入射到第一延迟片76而被其吸收，因而降低光源71的发光效率；此外，该偏振光源系统中具有导光板75与反射板73，因其制造工艺复杂、成本较高，增加该偏振光源系统的成本。另外，光线在该偏振光源系统中发生多次反射，也会产生损耗，影响该偏振光源系统的整体性能。
【发明内容】
为了克服第一技术问题中光源发出光线的利用率低的缺陷，本发明提供一种可将光源发出的光线完全转化为线偏振光以提高光线的利用率的偏光装置。
为了克服第二技术问题中光源系统的发光效率低、成本高的缺陷，本发明提供一种高效输出线偏振光、低成本的偏振光源系统。
为了克服第三技术问题中液晶显示的低亮度、高成本的缺陷，本发明提供一种高亮度、低成本的液晶显示装置。
本发明解决第一技术问题所采用的技术方案是：该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，其中该半波片延迟从双折射晶体出射的一种偏振态的偏折光线以与另一种偏折光线的偏振态相同。
本发明解决第二技术问题所采用的技术方案是：一种包括一发光装置与偏光装置的偏振光源系统，其中该发光装置包括至少一凹镜与至少一位于对应凹镜的焦点处的光源；该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，该偏光装置将发光装置出射的平行光线转化为线偏振光输出。
本发明解决第三技术问题所采用的技术方案是：一种液晶显示装置，其包括一偏振光源系统、一偏光元件、一位于该偏振光源系统与偏光元件之间的液晶单元，其中该偏振光源系统包括一发光装置与一偏光装置，该发光装置输出平行光线，该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，该偏光装置将平行光线转化为线偏振光输出。
本实用新型的有益效果是：该偏光装置将发光装置输出的平行光线完全转化为线偏振光输出，因此提高光源发出光线的利用率；利用该偏光装置的偏振光源系统，不但可提高光源的发光效率，且该偏振光源系统不需导光板、反射板等光学元件，不但降低光线在光学元件之间的多次反射所引起的损耗，且降低整个偏振光源系统的成本；而采用该偏振光源系统的液晶显示装置具有高亮度、低成本的优点。
【附图说明】
图1是现有技术偏振光源系统的结构示意图。
图2是本发明偏光装置的结构示意图。
图3是图2所示偏光装置的光路原理图。
图4是本发明偏光装置的另一实施例的光路原理图。
图5是本发明偏振光源系统的结构示意图。
图6是本发明液晶显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
如图2所示，该偏光装置2包括第一微透镜阵列21、双折射晶体23、位于第一微透镜阵列21与双折射晶体23之间的第二微透镜阵列22及多个半波片24，其中第一微透镜阵列21可为凸透镜阵列，第二微透镜阵列22可为凹透镜阵列，该第一微透镜阵列21、第二微透镜阵列22可采用微机电精密加工技术，如LIGA(德文为Lithographie Gavanoformung Abformung)技术制得直径为10至300μm具有良好光学性能的微透镜阵列；双折射晶体23为钒酸钇(YVO4)、铌酸锂(LiNbO3)等光束偏移晶体(Walk-off Crystal)，以使出射后的两束线偏折光线分离一较大距离；半波片24是采用环氧树脂粘在双折射晶体23的一侧，该半波片24的高度h等于相邻两半波片24间的距离。
图3为偏光装置2的光路原理图。其中，平行光线25、26、27经过第一微透镜阵列21后会聚到第二微透镜阵列22，第二微透镜阵列22位于第一微透镜阵列21的焦距之内，调整第二微透镜阵列22的位置使其出射的平行光线25、26、27的光束宽度为d，其中d等于半波片的高度h；平行光线25、26、27在双折射晶体23内分成两束偏折光线o光与e光，其中o光称为寻常光，e光称为非寻常光，o光经过双折射晶体直接出射，而e光经过半波片24其相位延迟90度变成o光出射，因半波片24的高度h与第二微透镜阵列22中每一微透镜出射的平行光线的光束宽度d相同，因此精确调整半波片24的位置使其将从双折射晶体23内传输的e光完全转化为o光并从半波片24输出。
另，半波片24也可位于图4所示的位置。其中，o光经过半波片24其相位延迟90度变成e光，而e光经过双折射晶体23直接出射，因此精确调整半波片24的位置可使入射的平行光线全部转化为e光，如此可将经过偏光装置2的光线全部转化为线偏振光输出。
如图5所示，本发明偏振光源系统10包括发光装置1与偏光装置2，其中发光装置1包括至少一个凹镜11及与其对应的至少一个光源12(图仅示其一)，该凹镜11相对于光源12的凹面121镀反射率大于98％的反射膜；该光源12为LED(发光二极管)阵列或CCFL(冷阴极荧光灯管)，光源12位于对应凹镜11的焦点位置，因此从光源12发出的光线经凹镜11反射后可平行的传输到偏光装置2中。因该偏光装置2可将平行光线完全转化为线偏振光输出，因而可提高偏振光源系统的发光效率。另外，从发光装置1出射的光线直接入射到偏光装置2，如此可省去现有技术的导光板、反射板等光学元件，不但减少光学元件、降低光能量损耗、提高发光效率，而且降低成本。
图6是本发明液晶显示装置的结构示意图。该液晶显示装置30包括一偏振光源系统10、一液晶单元3及一偏振元件4。其中，该液晶单元3包括液晶层32及上、下基底电极33、31，该液晶层32上下内侧面配有配向膜(图未示)，该基底电极33、31可为铟锡氧化物，其具有良好的导电性能。该偏振元件4可为PVA(聚乙烯基乙醇高分子)偏光膜，其偏光方向与偏振光源系统10出射的偏折光线的偏振方向垂直，以匹配液晶显示装置30的明暗显示。

Claims (22)

1.一种偏光装置，其特征在于该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，其中该半波片延迟从双折射晶体出射的一种偏振态的偏折光线以与另一种偏折光线的偏振态相同。
2.如权利要求1所述的偏光装置，其特征在于该半波片的高度等于从第二微透镜阵列中每一微透镜出射光线的光束宽度相同。
3.如权利要求1所述的偏光装置，其特征在于相邻半波片的距离等于半波片的高度。
4.如权利要求1所述的偏光装置，其特征在于该第一微透镜阵列为凸透镜阵列。
5.如权利要求4所述的偏光装置，其特征在于该第二微透镜阵列为凹透镜阵列。
6.一种偏振光源系统，其包括一发光装置与偏光装置，其特征在于该发光装置包括至少一凹镜与至少一位于对应凹镜的焦点处的光源；该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，该偏光装置将发光装置出射的平行光线转化为线偏振光输出。
7.如权利要求6所述的偏振光源系统，其特征在于该光源为LED或CCFL。
8.如权利要求6所述的偏振光源系统，其特征在于该凹镜相对于该光源的凹面镀反射膜。
9.如权利要求6所述的偏振光源系统，其特征在于该半波片的高度等于从第二微透镜阵列中每一微透镜出射光线的光束宽度。
10.如权利要求6所述的偏振光源系统，其特征在于相邻半波片的距离等于半波片的高度。
11.如权利要求6所述的偏振光源系统，其特征在于该第一微透镜阵列为凸透镜阵列。
12.如权利要求11所述的偏振光源系统，其特征在于该第二微透镜阵列为凹透镜阵列。
13.一种液晶显示装置，其包括一偏振光源系统、一偏光元件、一位于该偏振光源系统与偏光元件之间的液晶单元，其中该偏振光源系统包括一发光装置与一偏光装置，其特征在于该发光装置输出平行光线，该偏光装置包括一第一微透镜阵列、一双折射晶体、一置于第一微透镜阵列与双折射晶体之间的第二微透镜阵列及至少一粘于双折射晶体一侧的半波片，该偏光装置将平行光线转化为线偏振光输出。
14.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于该发光装置包括至少一凹镜与至少一位于对应凹镜的焦点处光源。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于该光源为LED或CCFL。
16.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于相邻半波片的距离等于半波片的高度。
17.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于半波片的高度等于从第二微透镜阵列中每一微透镜出射光线的光束宽度。
18.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于该第一微透镜陈列为凸透镜陈列。
19.如权利要求18所述的液晶显示装置，其特征在于该第二微透镜阵列为凹透镜阵列。
20.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于该液晶单元包括一液晶层与位于该液晶层上下表面的电极层。
21.如权利要求13所述的液晶显示装置，其特征在于该液晶层上下表面配有配向膜。
22.如权利要求20所述的液晶显示装置，其特征在于该电极层为铟锡氧化物。
CNA021520526A 2002-11-22 2002-11-22 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置 Pending CN1503014A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA021520526A CN1503014A (zh) 2002-11-22 2002-11-22 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA021520526A CN1503014A (zh) 2002-11-22 2002-11-22 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1503014A true CN1503014A (zh) 2004-06-09

Family

ID=34234606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA021520526A Pending CN1503014A (zh) 2002-11-22 2002-11-22 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1503014A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374937C (zh) * 2004-06-23 2008-03-12 Lg.菲利浦Lcd株式会社 背光单元及使用该背光单元的液晶显示器件
CN101065702B (zh) * 2004-11-24 2010-09-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 显示装置
CN102636332A (zh) * 2012-04-12 2012-08-15 科纳技术(苏州)有限公司 一种闪耀光栅沟槽微结构变异的测试系统
CN102856349A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 佳能株式会社 显示装置和配备该显示装置的图像信息处理设备
CN101793379B (zh) * 2009-01-30 2013-06-12 株式会社Jiro企业策划 液晶显示装置用的背光单元用光学片及使用其的背光单元
CN103513320A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 比亚迪股份有限公司 一种导光膜及具有该导光膜的发光组件
WO2014146354A1 (zh) * 2013-03-20 2014-09-25 京东方科技集团股份有限公司 背光源和显示装置
CN105240735A (zh) * 2015-09-16 2016-01-13 四川钟顺太阳能开发有限公司 一种平行光源
CN108594432A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 东莞广辰光电科技有限公司 一种使用三原色光源的高效率抬头显示器照明系统
CN108594433A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 东莞广辰光电科技有限公司 一种使用偏极光转换器的高效率抬头显示器照明系统
CN110032006A (zh) * 2019-05-23 2019-07-19 京东方科技集团股份有限公司 一种背光源透镜组件、直下式背光源模组和显示装置
CN110793917A (zh) * 2018-08-02 2020-02-14 宰体有限公司 狭缝光源以及包括该狭缝光源的视觉检查装置
CN114509890A (zh) * 2022-02-28 2022-05-17 Tcl华星光电技术有限公司 显示模组与显示装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100374937C (zh) * 2004-06-23 2008-03-12 Lg.菲利浦Lcd株式会社 背光单元及使用该背光单元的液晶显示器件
CN101065702B (zh) * 2004-11-24 2010-09-08 皇家飞利浦电子股份有限公司 显示装置
CN101793379B (zh) * 2009-01-30 2013-06-12 株式会社Jiro企业策划 液晶显示装置用的背光单元用光学片及使用其的背光单元
CN102856349A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 佳能株式会社 显示装置和配备该显示装置的图像信息处理设备
CN102856349B (zh) * 2011-06-30 2015-07-15 佳能株式会社 显示装置和配备该显示装置的图像信息处理设备
CN102636332A (zh) * 2012-04-12 2012-08-15 科纳技术(苏州)有限公司 一种闪耀光栅沟槽微结构变异的测试系统
CN103513320B (zh) * 2012-06-28 2016-05-11 比亚迪股份有限公司 一种导光膜及具有该导光膜的发光组件
CN103513320A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 比亚迪股份有限公司 一种导光膜及具有该导光膜的发光组件
WO2014146354A1 (zh) * 2013-03-20 2014-09-25 京东方科技集团股份有限公司 背光源和显示装置
CN105240735A (zh) * 2015-09-16 2016-01-13 四川钟顺太阳能开发有限公司 一种平行光源
CN108594432A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 东莞广辰光电科技有限公司 一种使用三原色光源的高效率抬头显示器照明系统
CN108594433A (zh) * 2018-04-02 2018-09-28 东莞广辰光电科技有限公司 一种使用偏极光转换器的高效率抬头显示器照明系统
CN110793917A (zh) * 2018-08-02 2020-02-14 宰体有限公司 狭缝光源以及包括该狭缝光源的视觉检查装置
CN110032006A (zh) * 2019-05-23 2019-07-19 京东方科技集团股份有限公司 一种背光源透镜组件、直下式背光源模组和显示装置
CN110032006B (zh) * 2019-05-23 2022-02-01 京东方科技集团股份有限公司 一种背光源透镜组件、直下式背光源模组和显示装置
CN114509890A (zh) * 2022-02-28 2022-05-17 Tcl华星光电技术有限公司 显示模组与显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104503129B (zh) 一种光学模组和反射型显示装置
WO2017024752A1 (zh) 背光模组和显示装置
CN103411160B (zh) 背光模组及显示装置
CN102454915B (zh) 背光模组和液晶显示器
CN1503014A (zh) 偏光装置、偏振光源系统及液晶显示装置
EP1953576A1 (en) Polarized Light Guide Plate With Improved Brightness And Method Of Manufacturing The Same
CN101216631B (zh) 液晶显示装置
CN202747156U (zh) 背光模块及液晶显示装置
CN201145795Y (zh) 背光模块与液晶显示装置
WO2013174032A1 (zh) 背光模组及液晶显示装置
CN100437281C (zh) 背光模组
CN103925523A (zh) 一种背光模组及显示装置
CN201820036U (zh) 一种宽角度偏振分光器及使用其的投影光学引擎
CN102913849B (zh) 一种日光辅助的直下式背光模组及液晶显示器
CN100409077C (zh) 杆状光透射体、照明装置及液晶显示器
CN103226261A (zh) 一种用于液晶显示器的二维准直背光模组
CN1508595A (zh) 液晶显示器
CN2580477Y (zh) 偏振光源系统
CN1266411C (zh) 导光板装置
US9329321B2 (en) Backlight module
CN1504805A (zh) 背光模组
CN2586979Y (zh) 液晶显示模块
CN206523723U (zh) 内置光源的显示器
CN2777593Y (zh) 液晶显示装置
TWM245449U (en) Polarized illumination systems and liquid crystal device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication