專利名稱：具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的液晶顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD(液晶顯示)器件，特別涉及一種能夠顯示2D(2維)圖像和3D(3維)圖像的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件。
背景技術(shù)：
題為“用于3D顯示器件的液晶光閘”的第2992-41382號韓國專利公報(未決
公開日2002年6月1日)披露了一種能夠從被設(shè)計用于實現(xiàn)基于視差柵欄(parallax barrier)的3D的顯示器件上去除莫爾干涉現(xiàn)象的技術(shù)。
美國莫克斯泰克(Moxtek)有限公司的第6,122,103號美國專利公開了一種使用薄鋁膜制造的薄偏振膜。
科寧(Corning)有限公司的第6,813,077號美國專利公開了一種利用壓印(imprint)方法制造線柵的薄膜的技術(shù)。另外，第5,772,905號和第6,900,126號美國專利公開了一種使用聚合物的納米壓印光刻(nanoimprint lithography)。奧普提瓦(Optiva)有限公司的第6,174,394號美國專利公開了一種通過涉及偏振納米材料薄膜的技術(shù)制造的偏振納米材料(TCF)。包括德國莫克(Germany Merck)公司在內(nèi)的一些公司出售涉及相位延遲膜的制造的液晶材料(活性液晶原(Reactive Mesogen))。本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)之一的、題為“自動立體顯示和空間光調(diào)制器”的第5,917,562號美國專利(公告日期1999年6月29日)公開了一種能夠改善左眼和右眼之間的圖像對比度的自動3D顯示裝置。
圖1是示出了傳統(tǒng)的3D顯示結(jié)構(gòu)的視圖，圖2是圖1的剖視圖。在能夠顯示2D圖像和3D圖像的LCD器件中，第一偏振膜3被安裝于背光單元2的前側(cè)。第一透明基底4被設(shè)置在第一偏振膜3的前表面，以及填充有液晶材料的液晶層10被設(shè)置在第一透明基底4和第二透明基底11之間。
相對于第一偏振膜3具有正交的90°偏振方向的第二偏振膜12被安裝在液晶層10的前表面。第一1/2相位延遲膜21被安裝在第二偏振膜3的前表面。當用戶帶上對于左眼和右眼具有90°偏振方向差的偏光鏡25時，用戶可以看到3D圖像。
在圖1的能夠顯示3D圖像的傳統(tǒng)LCD器件中，第一1/2相位延遲膜21被安裝在2D圖像板的前表面。當用戶帶著偏光鏡25并且觀看3D圖像時，視角會受到限制，并且觀看距離也是受限制的。由于3D視角通常小于16°，因此不太可能清楚地觀看3D圖像。
由此，在工業(yè)上迫切需要開發(fā)能夠顯示2D和3D圖像并且能夠?qū)崿F(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)的2D和3D圖像顯示器件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是解決傳統(tǒng)技術(shù)中所遇到的上述問題。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能夠顯示2D和3D圖像的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件，其具有以這種方式設(shè)置的簡單的結(jié)構(gòu)，即具有不同偏振方向的偏振膜被設(shè)置在同一平面上，以及利用薄相位延遲膜來實現(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有薄相位延遲膜的LCD器件，所述薄相位延遲膜使用通過精確加工薄鋁膜而形成的薄膜偏振膜、使用聚合物的納米壓印光刻方法的偏振膜、以及通過均勻覆蓋偏振納米材料(TCF)來形成偏振納米材料薄膜的偏振膜和液晶材料來實現(xiàn)。
為了實現(xiàn)上述目的，在其中在背光單元的前表面設(shè)置有第一透明基底、在所述第一透明基底的表面以處于同一平面的正交結(jié)構(gòu)形成有具有0°或45°偏振方向角度的第一偏振區(qū)域和具有90°或135°偏振方向角度的第二偏振區(qū)域、在第一準直膜和第二準直膜之間設(shè)置有液晶層、并且在所述第二準直膜的前表面設(shè)置有第二透明電極和濾色片的LCD(液晶顯示)器件中，提供了一種具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件，其特征在于，形成于所述第一透明基底的表面的具有0°或45°偏振方向的第一偏振區(qū)域和具有90°或135°偏振方向的第二偏振區(qū)域彼此正交并且被排列在同一平面上，在所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域的前表面疊置有第一絕緣層，在所述第一絕緣層的前表面設(shè)置有第一透明電極和第一準直膜，在第一準直膜和第二準直膜之間設(shè)置有填充有液晶的液晶層，并且在第二準直膜的前表面順序設(shè)置有第二透明電極、濾色片和第二絕緣層，第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域以這樣一種結(jié)構(gòu)設(shè)置在相同的平面上，即，其相對于所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域在偏振方向上是90°正交的，在所述第三偏振區(qū)域和所述第四偏振區(qū)域之后設(shè)置有第二透明基底，并且在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層。
在本發(fā)明的第一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的偏振膜一體形成于傳統(tǒng)LCD板的第一透明基底的表面的第一偏振區(qū)域和第二偏振區(qū)域中。在所述第一和第二偏振區(qū)域和一體形成于所述第二透明基底的后表面的第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域之間設(shè)置有液晶層。
即，所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域交替形成在所述第一透明基底的表面，所述第三偏振區(qū)域和所述第四偏振區(qū)域交替形成在所述第二透明基底的后表面，并且形成在所述第一透明基底和所述第二透明基底的相對應(yīng)部分上的偏振區(qū)域被設(shè)置為具有不同的偏振方向。
在此，所述第一偏振區(qū)域具有0°或45°的偏振方向，所述第三偏振區(qū)域具有90°或135°的偏振方向。所述第一偏振區(qū)域和所述第三偏振區(qū)域的偏振方向之間具有90°的正交角度。另外，所述第二偏振區(qū)域和所述第四偏振區(qū)域的偏振方向之間具有90°的正交角度。
在本發(fā)明的第二個實施方案中，在所述背光單元的整個前表面形成有由線偏振膜形成的第三偏振膜。在第一透明基底的表面以一定的寬度和距離排列有第二1/2相位延遲膜和透明單元。然后設(shè)置有第一絕緣層。在第一絕緣層的前表面順序排列有第一透明電極和第一準直膜。另外，順序排列有液晶層、第二準直膜、第二透明電極、濾色片和第二絕緣層。在第二絕緣層的前表面排列有由第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域一體形成的透明基底。在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層。
在本發(fā)明的第三個實施方案中，1/4相位延遲膜被設(shè)置在本發(fā)明的第二個實施方案的結(jié)構(gòu)中，用于將入射光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。
在本發(fā)明的第四個實施方案中，其整體結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第一個實施方案。偏振區(qū)域的結(jié)構(gòu)被排列為柵格形狀，并且進一步提供了1/4相位延遲膜。
在本發(fā)明的第五個實施方案中，其整體結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第三個實施方案。在此，相位延遲膜的結(jié)構(gòu)和偏振區(qū)域的結(jié)構(gòu)被排列為柵格的形狀。
在本發(fā)明的第六個實施方案中，與本發(fā)明的第四個實施方案的結(jié)構(gòu)不同，偏振區(qū)域由導電金屬形成。在這一實施方案中，由于同時提供了偏振膜功能和電極功能，因此與本發(fā)明的第四個實施方案不同，在液晶層之前和之后就不再需要兩個透明電極和兩個絕緣層。由此，減少了LCD器件的制造過程，并且降低了制造成本。


參照附圖將能夠更好地理解本發(fā)明，附圖僅被提供用于說明并且不作為對本發(fā)明的限制，其中圖1是描述了傳統(tǒng)的3D顯示結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是圖1的剖視圖；圖3是描述了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖4是圖3的剖視圖；圖5是描述了本發(fā)明中使用的偏振區(qū)域和準直方向的詳細視圖；圖6是描述了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖7是圖6的剖視圖；圖8是描述了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖9是圖8的剖視圖；圖10是描述了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖11是描述了圖10的偏振膜結(jié)構(gòu)的視圖；圖12是描述了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖13是圖12的剖視圖；圖14是描述了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖；圖15是描述了圖14的導電偏振膜結(jié)構(gòu)的視圖；以及圖16是圖14的剖視圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
圖3是描述了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖4是圖3的剖視圖，圖5是描述了本發(fā)明中使用的偏振區(qū)域和準直方向的詳細視圖，圖6是描述了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖7是圖6的剖視圖，圖8是描述了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖9是圖8的剖視圖。
另外，圖10是描述了根據(jù)本發(fā)明的第四個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖11是描述了圖10的偏振膜結(jié)構(gòu)的視圖，圖12是描述了根據(jù)本發(fā)明的第五個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖13是圖12的剖視圖，圖14是描述了根據(jù)本發(fā)明的第六個實施方案的具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件的視圖，圖15是描述了圖14的導電偏振膜結(jié)構(gòu)的視圖，以及圖16是圖14的剖視圖。
第一實施方案以下將參照圖3和圖4描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的2D和3DLCD器件。由于偏振方向是在一個平面上以柵格形狀呈90°正交的，因此為了從偏振膜辨別出這些區(qū)域，故將偏振區(qū)域賦予參考標號30、31、33、34、60、61、80和81。
如圖3和圖4所示，在根據(jù)本發(fā)明的第一個實施方案的能夠顯示2D圖像和3D圖像的液晶器件中，形成在第一透明基底的平面上、具有0°或45°偏振方向的第一偏振區(qū)域30和具有90°或135°偏振方向的第二偏振區(qū)域31被排列為正交的結(jié)構(gòu)，其中第一透明基底排列在背光單元2的前表面。第一絕緣層32被排列在第一偏振區(qū)域30和第二偏振區(qū)域31的前表面。第一透明電極5和第一準直膜(alignment film)6被設(shè)置在第一絕緣層32的前表面。填充有液晶的液晶層10被設(shè)置在第一準直膜6和第二準直膜7之間。在此，基于液晶的種類，第一準直膜6和第二準直膜7的準直方向可能是不同的。
如圖5所示，優(yōu)選地第一準直膜6和第二準直膜7的準直方向在相應(yīng)于第一偏振區(qū)域30和第二偏振區(qū)域31的部分上是垂直的，但是根據(jù)液晶的種類，準直可能是在相同的方向上。當在液晶層10上施加電磁場時，它會根據(jù)液晶的特性而被移動。因此需要延遲傳輸光。
其次，第二透明電極8、濾色片9和第二絕緣層35被設(shè)置于第二準直膜7的前表面。第三偏振區(qū)域33和第四偏振區(qū)域34被以這樣一種結(jié)構(gòu)一體地形成于下一個前表面，即，其偏振方向相對于第一偏振區(qū)域30和第二偏振區(qū)域31以90°正交。無反射覆層24被設(shè)置于最前側(cè)。
在傳統(tǒng)的液晶顯示板中，液晶層前面和后面的偏振膜具有相同的偏振方向，并且偏振方向具有90°的差。在本發(fā)明的這一實施方案中，偏振膜被形成為類似于這樣的結(jié)構(gòu)，即細條紋彼此正交，偏振方向為90°的細條紋正交于一個平面上。即，第一偏振區(qū)域30和第二偏振區(qū)域31位于第一透明基底4的前表面，并且第三偏振區(qū)域33和第四偏振區(qū)域34一體形成在第二透明基底11的背面。液晶層10被設(shè)置于中間。
如圖5所示，第一偏振區(qū)域30和第二偏振區(qū)域31交替地形成在第一透明基底4的前表面。第三偏振區(qū)域33和第四偏振區(qū)域34交替地形成于第二透明基底11的背面。形成在與第一透明基底4和第二透明基底11相對應(yīng)的部分上的偏振區(qū)域具有不同的偏振方向。
在此，第一偏振區(qū)域30具有0°或45°的偏振方向，第三偏振區(qū)域33具有90°或135°的偏振方向。在第一偏振區(qū)域30和第三偏振區(qū)域33之間，偏振方向以90°正交。在第二偏振區(qū)域31和第四偏振區(qū)域34之間，偏振方向以90°正交。以下將描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的LCD器件的工作方式。首先，當來自于背光單元2的光線透過形成于第一透明基底4的前表面的第一偏振區(qū)域30時，光線將變成以0°或45°偏振的線偏振光。由于光線在透過液晶層10后變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振狀態(tài)，因此觀看者可以看到透過具有90°或135°偏振方向的第三偏振區(qū)域33的圖像。
當來自于背光單元2的光線透過形成于第一透明基底4的前表面的第二偏振區(qū)域31后，光線被轉(zhuǎn)變?yōu)橐?0°或135°偏振的線偏振光，并且當透過液晶層10時被轉(zhuǎn)變?yōu)?0°旋轉(zhuǎn)的直線偏振光。由此，當光線透過具有0°或45°偏振方向的第四偏振區(qū)域34時，觀看者可以看到圖像。
因此，第一偏振區(qū)域30和第三偏振區(qū)域33與液晶顯示板上的象素的間距(pitch)相匹配，并且右眼圖像被顯示在LCD板的奇數(shù)行上，左眼圖像被顯示在偶數(shù)行上，由此右眼圖像透過第四偏振區(qū)域34，以及左眼圖像透過偏光鏡25，從而觀看者可以看到3D圖像。
第二實施方案以下將描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的2D和3D液晶顯示器件。圖6是第二實施方案的視圖，圖7是圖6的剖視圖。如圖6所示，與本發(fā)明的第一實施方案相比，根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的能夠顯示2D和3D圖像的LCD器件的一部分有變化。以下將詳細描述上述變化。
如圖6所示，在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的能夠顯示2D和3D圖像的LCD器件中，在其整個表面上由線偏振膜形成的第三偏振膜52被設(shè)置于背光單元2的前表面。第二1/2相位延遲膜50和透明單元51以一定的寬度和距離被設(shè)置于第一透明基底4的前表面。然后設(shè)置第一絕緣層32，并且第一透明電極5和第一準直膜6被形成在第一絕緣層32的前表面。填充有液晶的液晶層10被設(shè)置在第一準直膜6和第二準直膜7之間。當在液晶層10上施加電磁場時，其會根據(jù)液晶的特性而被移動，因此可能會延遲傳輸光。
然后，第二透明電極8、濾色片9和第二絕緣層35被依次設(shè)置在第二準直膜7的前表面。由第三偏振區(qū)域33和第四偏振區(qū)域34一體形成的第二透明基底11被設(shè)置于下一個前表面。無反射覆層24被設(shè)置在最前的表面處。
在傳統(tǒng)的LCD板中，液晶前面和后面的偏振膜具有在其偏振方向上有90°差異的相同的偏振方向。在本發(fā)明的第一實施方案中，在液晶的前面和后面，新的偏振膜在一個平面上以具有相差90°的偏振方向的細條紋形狀交替地正交。在本發(fā)明的第二個實施方案中，第二1/2相位延遲膜50、液晶層10、第三偏振區(qū)域33和第四偏振區(qū)域34順序接合，并且偏振膜與上述結(jié)構(gòu)成為一體。
以下將描述根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案的操作。當來自于背光單元2的光線透過由線偏振膜形成的第三偏振膜52時，其被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°偏振方向的線偏振光。然后，透過設(shè)置在第一透明基底4的前表面的透明單元51的光線穿過液晶層10，并且被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。光線透過具有0°或45°偏振方向的第四偏振區(qū)域34，從而觀看者可以看到圖像。
另外，透過第三偏振膜52并且以90°或135°偏振的光線透過第二1/2相位延遲膜50并且在入射光線和相位之間具有180°的差異，由此光線被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光，并且偏振方向變?yōu)?°。當透過液晶層10時，光線變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。因此，當光線透過具有90°或135°偏振方向的第三偏振區(qū)域33時，觀看者可以看到圖像。
在LCD板中，透明單元51和第四偏振區(qū)域34與象素的間距相匹配，并且第二個1/2相位延遲膜50和第三偏振區(qū)域33與象素的間距相匹配。在LCD板中，右眼圖像被顯示在奇數(shù)行上，左眼圖像被顯示在偶數(shù)行上。右眼圖像透過第四偏振區(qū)域34，左眼圖像透過第三偏振區(qū)域33。由此，觀看者可以使用偏光鏡25觀看3D圖像。
第三實施方案圖8是本發(fā)明的第三實施方案的視圖，圖9是圖8的剖視圖。如圖8所示，除了在本實施方案中另外提供的1/4相位延遲膜68以外，本發(fā)明的第三實施方案的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的第二實施方案相類似。更詳細地，當透過由線偏振膜形成的第三偏振膜52時，來自于背光單元2的光線被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°或135°偏振方向的直線偏振光。
當透過設(shè)置在第一透明基底4的前表面的透明單元51的光線透過液晶層10時，它被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。然后，光線透過具有0°或45°偏振方向的第四偏振區(qū)域34。然后，偏振的光線透過1/4相位延遲膜68并且成為圓偏振光。觀看者可以使用圓偏光鏡70的右眼偏光鏡72來觀看圖像。
透過第三偏振膜52并且偏振為90°或135°直線的光線在入射光線和相位之間具有180°角的差異，由此光線被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的直線光線。當透過液晶層10時，光線被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光狀態(tài)。光線透過具有90°或135°偏振方向的第三偏振區(qū)域33，繼而透過1/4相位延遲膜68并且成為圓偏振狀態(tài)。因此，觀看者可以使用圓偏光鏡70的左眼圓偏光鏡71來觀看圖像。
透明單元51和第四偏振區(qū)域34與LCD板上象素的間距相匹配，并且第二個1/2相位延遲膜50和第三偏振區(qū)域33與象素的間距相匹配。右眼圖像被顯示在LCD板的奇數(shù)行上，左眼圖像被顯示在偶數(shù)行上，因此右眼圖像透過第四偏振區(qū)域34，左眼圖像透過第三偏振區(qū)域33。由此，觀看者可以使用圓偏光鏡70看到3D圖像。在本發(fā)明中，即使觀看者的頭部是向左側(cè)方向或者右側(cè)方向傾斜的，觀看者也可以使用圓偏光鏡70來觀看3D圖像。
第四實施方案圖10和圖11示出了本發(fā)明的第四個實施方案。該實施方案的基本結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第一實施方案的結(jié)構(gòu)。第一、二、三和第四偏振區(qū)域被形成為類似于第五、六、七和第八偏振區(qū)域的柵格結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的這一實施方案中，進一步設(shè)置有1/4相位延遲膜68。與第一實施方案相同的結(jié)構(gòu)將被省略，即，以下將只描述第五、六、七和第八偏振區(qū)域以及1/4相位延遲膜68。
圖11是示出了偏振區(qū)域的光學特性的視圖。從背光輸出的光線透過第五偏振區(qū)域60并且被轉(zhuǎn)變?yōu)?5°旋轉(zhuǎn)的直線光。當光線到達第七偏振區(qū)域80時，光線并不透過第七偏振區(qū)域80。另外，透過第六偏振區(qū)域61的光線被轉(zhuǎn)變?yōu)?35°旋轉(zhuǎn)的直線光。當光線到達第八偏振區(qū)域81時，光線并不透過第八偏振區(qū)域81。
當上述結(jié)構(gòu)和原理被用于圖10的結(jié)構(gòu)時，第一透明電極5和第二透明電極8被置于第六偏振區(qū)域61和第八偏振區(qū)域81之間。液晶層10相對于施加在其上的電磁場發(fā)生反應(yīng)從而延遲光線，由此觀看者可以看到3D圖像。在此，第五偏振區(qū)域60、第六偏振區(qū)域61、第七偏振區(qū)域80以及第八偏振區(qū)域81在相對應(yīng)部分處具有差異為90°的偏振方向角。此外，還另外設(shè)置有1/4相位延遲膜68。這樣，本發(fā)明的第一實施方案的線偏光鏡25被圓偏光鏡70所取代。因此，即使觀看者的頭部是向左側(cè)方向或者右側(cè)方向傾斜的，觀看者也可以觀看3D圖像。
第五實施方案圖12示出了本發(fā)明的第五實施方案。圖13是圖12的剖視圖。該實施方案的結(jié)構(gòu)基本類似于本發(fā)明的第三實施方案。在這一實施方案中，1/2相位延遲膜和透明單元以及偏振區(qū)域被形成為柵格形狀。
如圖12所示，來自于背光單元2的光線透過由線偏振膜形成的第三偏振膜52，并且被轉(zhuǎn)換為具有90°或135°偏振方向的直線偏振光。
然后，透過設(shè)置在第一透明基底4的前表面的透明單元91的光線透過液晶層10，并且轉(zhuǎn)換為具有90°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。光線透過具有0°或45°偏振方向的第八偏振區(qū)域81。被偏振的光線透過1/4相位延遲膜68并且被轉(zhuǎn)變?yōu)閳A偏振狀態(tài)。因此，觀看者可以通過圓偏光鏡70的右圓偏光鏡72來觀看圖像。
另外，以90°或135°偏振并且透過第三偏振膜52的光線透過第三1/2相位延遲膜90并且在入射光線和相位之間具有180°的差異。由此光線被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。光線透過液晶層10并且被轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?0°旋轉(zhuǎn)的偏振方向的線偏振光。由此，當光線透過具有135°偏振方向的第七偏振區(qū)域80以及1/4相位延遲膜68時，其可以被轉(zhuǎn)換為圓偏振光。因此，觀看者可以使用圓偏光鏡70的左眼圓偏光鏡71來觀看圖像。
因此，在LCD板中，透明單元91和第八偏振區(qū)域81與象素的間距相匹配，并且第三1/2相位延遲膜90和第七偏振區(qū)域80與象素的間距相匹配。右眼圖像被顯示在LCD板中的透明單元91和第八偏振區(qū)域81部分，左眼圖像被顯示在第三1/2相位延遲膜90和第七偏振區(qū)域80部分。右眼圖像透過第八偏振區(qū)域81，左眼圖像透過第七偏振區(qū)域80。由此，觀看者可以使用圓偏光鏡70來觀看3D圖像。此外，即使當觀看者的頭部向左側(cè)或者右側(cè)方向傾斜時，也可能使用圓偏光鏡70來觀看3D圖像。
第六實施方案以下將參照圖14描述本發(fā)明的第六實施方案的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的第六實施方案中，如圖14所示，第五偏振區(qū)域60、第七偏振區(qū)域80以及第八偏振區(qū)域81都由導電金屬形成。在此，導電金屬表示可以導電的金屬。優(yōu)選地，導電金屬為鋁。在本發(fā)明的第六實施方案中，由于使用了導電的偏振膜，因此在液晶層之前和之后不再需要兩個透明電極和兩個絕緣層。
以下將詳細描述本發(fā)明的第六實施方案。圖14是示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的視圖，圖15是示出了當偏振區(qū)域由導電金屬形成時的光學特性的視圖，圖16是圖14的剖視圖。
以下將描述導電金屬(其為本發(fā)明的第六實施方案的主要特征)被用于偏振區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
如圖15所示，偏振區(qū)域被分為類似于第一導電偏振膜100和第二導電偏振膜101的顯示的子象素(sub pixel)形狀。另外，第三導電偏振膜110和第四導電偏振膜111由普通的電極形成。在此，第三導電偏振膜110和第四導電偏振膜111的偏振方向?qū)?yīng)于第一導電偏振膜100和第二導電偏振膜101以90°正交。
當上述原理被用于圖14的實施方案時，形成在第一透明基底4(第一透明基底4設(shè)置在背光單元2的前表面)的平面上的第一導電偏振膜100和第二導電偏振膜101以相差90°的偏振方向正交，從而實現(xiàn)偏振膜的功能以及傳統(tǒng)透明電極的功能。然后，設(shè)置第一準直膜6，并且在第一準直膜6和第二準直膜7之間設(shè)置填充有液晶的液晶層10。在此，第一準直膜6和第二準直膜7的準直方向可以根據(jù)所使用的液晶的類型而改變。當在導電偏振膜上施加電磁場時，液晶層10會基于液晶的特性而被移動，從而延遲傳輸光。
然后，既具有偏振膜功能又具有透明電極功能的第三導電偏振膜110和第四導電偏振膜111被設(shè)置在第二準直膜7的前表面。然后設(shè)置濾色片9和第二透明基底11。繼而設(shè)置1/4相位延遲膜68，并且在最前面的表面設(shè)置無反射覆層24。
在本發(fā)明的這一實施方案中，當使用導電金屬形成薄偏振膜時，由于其既提供了偏振膜的功能又提供了電極的功能，因此與傳統(tǒng)的LCD器件相比，在液晶層之前和之后不再需要兩個透明電極和兩個絕緣層，由此簡化了LCD器件的制造過程，并且減少了制造的單位成本。
如上所述，在本發(fā)明中，實現(xiàn)無需為2D和3D圖像提供附加部分就能夠觀看2D和3D圖像的光學結(jié)構(gòu)是可能的。
在本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)中，偏振膜被設(shè)置為與LCD器件十分接近，從而在上和下的方向上觀看角度不會受到限制，而觀看角度的限制是傳統(tǒng)技術(shù)中的一個大問題。另外，在前和后的方向上觀看距離也不受限制。許多人可以同時觀看3D圖像而不考慮觀看角度或觀看距離。
另外，LCD器件的制造過程可以被減少，并且2D和3D LCD器件的制造成本可以被降低。
由于本發(fā)明在不背離其精神或基本特征的情況下可以以多種方式實施，因此可以理解，除非特別指定，否則上述實施例不受以上說明的任何細節(jié)的限制，而應(yīng)在其精神以及所附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)得到更廣泛的解釋，因此屬于所附權(quán)利要求的集合和范圍的任何變化和修改或者這種集合和范圍的等價體都被所附權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.在其中在設(shè)置于背光單元的前表面的第一透明基底的表面處一體地形成有第一偏振區(qū)域和第二偏振區(qū)域、在第一準直膜和第二準直膜之間設(shè)置有填充有液晶的液晶層、并且在所述第二準直膜的前表面設(shè)置有第二透明電極和濾色片的LCD器件中，一種具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件，其特征在于，形成于所述第一透明基底的表面的具有0°或45°偏振方向的第一偏振區(qū)域和具有90°或135°偏振方向的第二偏振區(qū)域彼此正交并且被排列在同一平面上，在所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域的前表面疊置有第一絕緣層，在所述第一絕緣層之后設(shè)置有第一透明電極和第一準直膜，并且之后順序設(shè)置有液晶層、第二準直膜、第二透明電極、濾色片和第二絕緣層，第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域以這樣一種結(jié)構(gòu)設(shè)置在相同的平面上，即，所述第三偏振區(qū)域和所述第四偏振區(qū)域的偏振方向相對于所述前表面上的所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域是90°正交的，在所述第三偏振區(qū)域和所述第四偏振區(qū)域之后設(shè)置有第二透明基底，并且在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層。
2.在其中設(shè)置有背光單元、在第一準直膜和第二準直膜之間設(shè)置有填充有液晶的液晶層、并且其后在所述第二準直膜的前表面設(shè)置有第二透明電極和濾色片的LCD器件中，一種具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件，其特征在于，在所述背光單元的前表面設(shè)置有其整個部分由線偏振膜形成的第三偏振膜，其后，在第一透明基底的前表面處，第二1/2相位延遲膜和透明單元以一定的寬度和距離設(shè)置在相同的平面上，之后設(shè)置有第一絕緣層，在所述第一絕緣層的前表面順序設(shè)置有第一透明電極和第一準直膜，并且隨后順序設(shè)置有液晶層、第二準直膜、第二透明薄膜、濾色片和第二絕緣層，隨后在同一平面上設(shè)置有第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域，然后設(shè)置有第二透明基底，并且在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，在所述第二透明基底的前表面設(shè)置有1/4相位延遲膜，由此將入射光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。
4.如權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述第一準直膜和所述第二準直膜的準直方向在對應(yīng)于所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域的部分處是垂直的或者處于相同的方向。
5.如權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述薄膜偏振膜由呈線柵結(jié)構(gòu)的鋁薄膜或者聚合物或偏振納米材料形成，并且所述相位延遲膜由液晶材料形成。
6.在其中在背光單元的前表面設(shè)置有第一透明基底、在所述第一透明基底的表面以處于同一平面的正交結(jié)構(gòu)而一體形成有具有0°或45°偏振方向的第五偏振區(qū)域和具有90°或135°偏振方向的第六偏振區(qū)域(61)、在所述第五偏振區(qū)域和所述第六偏振區(qū)域的前表面疊置有第一絕緣層、在第一和第二準直膜之間設(shè)置有液晶層、在所述第二準直膜的前表面設(shè)置有第二透明電極和濾色片、隨后順序設(shè)置有第二絕緣層、第七偏振區(qū)域、第八偏振區(qū)域和第二透明基底、并且在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層的LCD器件中，一種LCD器件，其特征在于，第一偏振區(qū)域和第二偏振區(qū)域以柵格形狀一體形成，第三偏振區(qū)域和第四偏振區(qū)域以柵格形狀按照這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置在同一平面上，即，所述第一偏振區(qū)域和所述第二偏振區(qū)域的偏振方向以90°正交，其后設(shè)置有第二透明基底，并且在所述第二透明基底之后設(shè)置有1/4相位延遲膜。
7.如權(quán)利要求6所述的器件，其中所述第五偏振區(qū)域的偏振膜、所述第六偏振區(qū)域的偏振膜、所述第七偏振區(qū)域的偏振膜和所述第八偏振區(qū)域的偏振膜由導電偏振膜形成。
8.在其中設(shè)置有背光單元、在所述背光單元整個部分的前表面設(shè)置有由線偏振膜形成的第三偏振膜，其后在第一透明基底的前表面排列有第三1/2相位延遲膜和透明單元、其后設(shè)置有第一絕緣層，在所述第一絕緣層的前表面順序地排列有第一透明電極和第一準直膜，在所述第一準直膜和第二準直膜之間設(shè)置有液晶層，在所述第二準直膜的前表面順序設(shè)置有第二透明電極、濾色片和第二絕緣層，其后順序設(shè)置有第七偏振區(qū)域、第八偏振區(qū)域和第二透明基底、并且在最前面的表面處設(shè)置有無反射覆層的LCD器件中，一種具有薄偏振膜和薄相位延遲膜的LCD器件，其特征在于，所述第三1/2相位延遲膜和所述透明單元以柵格形狀排列在同一平面上，所述第七偏振區(qū)域和所述第八偏振區(qū)域以柵格形狀一體地形成在相同的平面上，其后設(shè)置有第二透明基底，并且在所述第二透明基底之后設(shè)置有1/4相位延遲膜，用以將入射光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。
全文摘要
在此公開了一種具有薄相位延遲膜的LCD器件，所述薄相位延遲膜使用通過精確加工薄鋁膜而形成的薄膜偏振膜、使用聚合物的納米壓印光刻方法的偏振膜、以及通過均勻覆蓋偏振納米材料(TCF)來形成偏振納米材料薄膜的偏振膜和液晶材料來實現(xiàn)。
文檔編號G02B27/26GK1727957SQ20051008716
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月27日
發(fā)明者李性中 申請人:株式會社帕沃那