专利名称：液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器。更具体地讲，本发明涉及一种无需使用光学膜就具有良好的光效率的液晶显示器。
背景技术：
液晶显示器(LCD)包括LCD面板。LCD面板包括薄膜晶体管(TFT)基底，TFT形成在该基底上；滤色器基底，滤色器形成在该基底上；液晶层，置于TFT基底和滤色器基底之间。由于LCD面板本身不发光，所以LCD可包括在TFT基底背面的背光单元。根据液晶层的取向来调整从背光单元产生的光的透光率。
图1是示出传统LCD的图。
LCD100包括LCD面板110和对LCD面板110提供光的背光单元120。
背光单元120包括按行排列的灯121、设置在灯121的背面的反射板122以及设置在灯121前面的光学膜123、124、125和126。
灯121可以设置为冷阴极荧光灯(CCFL)或外电极荧光灯(EEFL)。从各灯121产生的光在所有方向上被辐射。向下部方向辐射的光被反射板122反射并被向漫射板123引导。
漫射板123包含漫射元件并漫射从灯121产生的光。因此，LCD100具有均匀的亮度分布。在使用线光源如灯121的情况下，根据线光源的排列会产生亮线。漫射板123会减少这种亮线的出现。
漫射膜124包含球形的精细颗粒以漫射入射光，因此提高了在向前的方向上的光的均匀性和亮度。
在棱镜膜125上，形成了棱镜，以提高向前方向的亮度。可以使用两层或更多层的棱镜膜125。
反射偏振膜126反射具有不同偏振方向的光。通过漫射板123和反射板122来改变反射的光的偏振方向，然后改变偏振方向的光再次进入反射偏振膜126。因此，提高了偏振效率。
然而，由于棱镜膜125和反射偏振膜126的成本高，所以提高了制造成本。对于大尺寸的LCD100，棱镜膜125和反射偏振膜126的成本尤其高。
因此，需要一种无需使用昂贵的膜就具有高效率的改进的液晶显示器。
发明内容
本发明的示例性实施例致力于至少解决上述问题和/或缺点并至少提供以下优点。因此，本发明的目标是提供一种无需使用昂贵的光学膜就具有高效率的液晶显示器。
本发明的以上和/或其它方面通过提供一种液晶显示器来显示，所述液晶显示器包括光源单元；光转换单元，用于接收来自所述光源单元的光并改变接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收来自光转换单元的转换的光并提高所述转换的光的向前的亮度；液晶显示面板，设置在所述屏幕的前面。
根据本发明的实施例，所述液晶显示器还包括在所述屏幕的出射表面上的菲涅尔结构。
根据本发明的实施例，所述光转换单元包括将非偏振入射光转换成S波的偏振转换系统。
根据本发明的实施例，所述光转换单元包括将非偏振入射光转换成P波的偏振转换系统。
根据本发明的实施例，所述光转换单元还包括光隧道。
根据本发明的实施例，所述光源单元包括灯，用于产生光；灯反射器，围绕所述灯，并向所述光转换单元反射从所述灯产生的光。
根据本发明的实施例，所述灯反射器包括椭圆型灯反射器，来自所述光源单元的光穿过所述偏振转换系统进入所述光隧道。
根据本发明的实施例，所述液晶显示器包括设置在所述偏振转换系统和所述光隧道之间的聚光透镜，其中，所述灯反射器包括抛物线型灯反射器，并且来自所述光源单元的光穿过所述光转换单元进入所述光隧道。
根据本发明的实施例，所述光转换单元还包括成对设置并彼此面对的复眼透镜阵列。
根据本发明的实施例，所述光源单元包括灯，用于产生光；抛物线型灯反射器，围绕所述灯，并向所述光转换单元反射来自所述灯的光。
根据本发明的实施例，来自所述光源单元的光穿过所述复眼透镜阵列进入所述偏振转换系统。
根据本发明的实施例，所述偏振转换系统包括与所述复眼透镜阵列中的每个透镜对应的子偏振转换系统。
根据本发明的实施例，所述液晶显示器还包括反射镜，所述反射镜设置在所述光转换单元和所述屏幕之间并改变所述光的行进路径。
根据本发明的实施例，所述液晶显示器还包括紫外线滤波器，设置在所述光源单元和所述光转换单元之间，用于阻挡入射的紫外线。
根据本发明的实施例，所述液晶显示器还包括设置在所述液晶显示面板和所述屏幕之间的漫射片。
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的以上和/或其它方面、特征和优点将会变得清楚和更易于理解，其中图1是示出传统LCD的图；图2是示出根据本发明第一示例性实施例的LCD的构造的图；图3是示出根据本发明第一示例性实施例的LCD的偏振转换系统的图；图4是示出根据本发明第一示例性实施例的LCD的光隧道的图；图5是示出根据本发明第一示例性实施例的LCD的屏幕的图；图6和图7分别示出了根据本发明第二示例性实施例和第三示例性实施例的LCD。
在所有附图中，相同的标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。
具体实施例方式
提供了在说明中限定的事物如详细的构造和元件，以有助于全面理解本发明的实施例，并且这些事物仅是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对在此描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁起见，省略了对已知功能和构造的描述。现在将详细描述本发明的示例性实施例。下面，通过参照附图来描述示例性实施例以解释本发明。
将参照图2至图5来描述根据本发明第一示例性实施例的LCD。
如图2至图5所示，本发明的示例性LCD 1包括LCD面板10、光源单元20、光转换单元40和屏幕71。紫外线滤波器31设置在光源20和光转换单元40之间，反射镜61设置在光转换单元40和屏幕71之间，漫射膜81设置在LCD面板10和屏幕71之间。LCD还包括各种光学透镜51至54。
光源单元20包括产生光的灯21和灯反射器22。灯21产生白色非偏振光。灯反射器22反射由灯21产生的光，以引导所述光的行进方向。
灯反射器22可为抛物线型或椭圆型。椭圆型具有与灯21对应的第一焦点和聚集光的第二焦点。抛物线型使得灯反射器22反射的光为平行光。在本发明的第一示例性实施例中，灯反射器22是椭圆型。
从光源单元20产生的光通过灯反射器22被聚集在第二焦点上，并且所述光在被聚集的同时穿过紫外线滤波器31。通过紫外线滤波器31减少入射在光转换单元40上的紫外线。
用于转换入射光的偏振状态的偏振转换系统410和光隧道420按顺序设置在光转换单元40中。
如图3所示，偏振转换系统410包括偏振分离元件411、反射元件412和半波长板413。偏振分离元件411透射大部分P偏转光并反射大部分S偏振光。S偏振光和P偏振光相互以直角交叉。反射元件412反射来自偏转分离元件411的S偏振光，并使得反射后的光平行于P偏振光行进。半波长板413设置在S偏振光的行进路径上，并将所述的S偏振光转换为P偏振光。因此，从光源单元20产生的光被转换为P偏振光，然后进入光隧道420。
在另一示例性实施例中，偏振分离元件411可以反射P偏振光，半波长板413可以将反射的P偏振光转换成S偏振光。然后，从光源单元20产生的光被转换成S偏振光，然后进入光隧道420。
如图4所示，光隧道420具有中空的四方柱形状，并且内表面包含反光材料如镜子。进入光隧道420的入射光被内表面反复反射，因此，从光隧道420出射具有均匀亮度分布的光。
从光隧道420出射的光穿过光学透镜51、52和53，然后进入反射镜61。反射镜61使入射光的行进方向转向屏幕71。在示例性实施例中，转向90°。
如果光源单元20、光转换单元40、屏幕71和LCD面板10设置成一排，则LCD 1的厚度会显著增大。用反射镜61来解决厚度增大的问题。光源单元20和光转换单元40可平行于LCD面板10的表面设置，并且可设置在LCD面板10的下部。可选择地，如果需要，可在光转换单元40和光学透镜51之间安装其它的镜子。
由反射镜61反射的光穿过光学透镜54并被传递到屏幕71。
屏幕71具有与LCD面板10对应的尺寸。屏幕71提高了向前的亮度。
如图5所示，菲涅尔(Fresnel)透镜72设置在屏幕71的光出射表面上。菲涅尔透镜72包含多个同心圆72a、72b、72c和72d。同心圆72a、72b、72c和72d中的每个突出以具有锯齿形状。当中心出射表面A相对平坦时，外围出射表面B、C、D和E向中心出射表面A倾斜。外围出射表面B、C、D和E的倾斜角度向着中心出射表面A逐渐变小。进入菲涅尔透镜72的光垂直于菲涅尔透镜72出射，因此，增大了向前的亮度。
当从屏幕71出射的光穿过漫射膜81时，它的均匀性提高，然后进入LCD面板10。通过漫射膜81增大了视角。
根据第一示例性实施例，使用转换入射光的偏振状态的偏振转换系统410来代替传统的反射偏振膜。使用增大入射光的向前的亮度的屏幕71来代替传统的棱镜膜。另外，使用提高入射光的均匀性的光隧道420来代替传统的漫射板。
图6和图7分别示出了根据本发明第二示例性实施例和第三示例性实施例的LCD。
根据第二示例性实施例的LCD 1具有抛物线型的灯反射器22。从光源单元20出射的光平行行进。
从光源单元20出射的光穿过偏振转换系统410并被转换成P偏振光。因为进入偏振转换系统410的光没有聚集在焦点上，所以与第一示例性实施例相比，偏振转换系统410被设置有较大的尺寸。在这种构造中，进入偏振转换系统410的光的入射角减小，因此提高了偏振转换系统410的偏转效率。
来自偏振转换系统410的光穿过聚光透镜430并被聚集。然后，聚集的光进入位于聚光透镜430的焦点上的光隧道420。
根据第三示例性实施例的LCD 1具有抛物线型的灯反射器22。从光源单元20出射的光平行行进。
从光源单元20出射的光进入复眼透镜阵列440a和440b。复眼透镜阵列440a和440b成对设置并相互面对。来自复眼透镜阵列440a和440b的光具有均匀的分布，并进入偏振转换系统410。与第二示例性实施例一样，进入偏振转换系统410的光的入射角减小，因此提高了偏振转换系统410的偏转效率。
偏振转换系统410包括子偏振转换系统415。每个子偏振转换系统与复眼透镜阵列440b中的每个透镜441对应，其中，光从所述复眼透镜阵列440b中的每个透镜441出射。
在前述的示例性实施例中，光源单元20和光转换单元40可为大尺寸的LCD面板10提供光，而无需增大尺寸。因此，如果使用大尺寸的LCD面板10，例如，使用40英寸或更大尺寸的LCD面板，则可以以低成本来提供背光单元。
本领域的技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变化。因此，只要本发明的修改和变化在权利要求及其等同物范围内，本发明意在覆盖这些修改和变化。
权利要求
1.一种液晶显示器，包括光源单元；光转换单元，用于接收来自所述光源单元的光并改变接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收来自所述光转换单元的转换的光并提高所述转换的光的向前的亮度；液晶显示面板，设置在所述屏幕的前面。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括在所述屏幕的出射表面上的菲涅尔结构。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述光转换单元包括将非偏振入射光转换成S波的偏振转换系统。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述光转换单元包括将非偏振入射光转换成P波的偏振转换系统。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述光转换单元还包括光隧道。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述光源单元包括灯，用于产生光；灯反射器，围绕所述灯，并向所述光转换单元反射从所述灯产生的光。
7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述灯反射器包括椭圆型灯反射器，来自所述光源单元的光穿过所述偏振转换系统进入所述光隧道。
8.根据权利要求6所述的液晶显示器，还包括设置在所述偏振转换系统和所述光隧道之间的聚光透镜，其中，所述灯反射器包括抛物线型灯反射器，来自所述光源单元的光穿过所述光转换单元进入所述光隧道。
9.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述光转换单元还包括成对设置并彼此面对的复眼透镜阵列。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述光源单元包括灯，用于产生光；灯反射器，围绕所述灯，并向所述光转换单元反射来自所述灯的光。
11.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中，来自所述光源单元的光穿过所述复眼透镜阵列进入所述偏振转换系统。
12.根据权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述偏振转换系统包括与所述复眼透镜阵列中的每个透镜对应的子偏振转换系统。
13.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括反射镜，所述反射镜设置在所述光转换系统和所述屏幕之间并改变所述光的行进路径。
14.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括紫外线滤波器，设置在所述光源单元和所述光转换单元之间，用于阻挡入射的紫外线。
15.根据权利要求1所述的液晶显示器，还包括设置在所述液晶显示面板和所述屏幕之间的漫射片。
全文摘要
本发明提供了一种液晶显示器，所述液晶显示器包括光源单元；光转换单元，用于接收来自光源单元的光并改变接收的光的偏振特性和亮度分布；屏幕，用于接收来自光转换单元的转换的光并提高所述转换的光的向前的亮度；液晶显示面板，设置在所述屏幕的前面。因此，本发明提供了一种无需利用昂贵的光学膜就具有高的光效率的液晶显示器。
文档编号G02F1/1335GK1955810SQ20061014270
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月26日 优先权日2005年10月27日
发明者朴峻赞, 洪昌完, 全基郁, 朴永浚 申请人:三星电子株式会社