[发明专利]液晶屏与液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是一种液晶屏，本发明还涉及由该液晶屏构成的液晶显示装置。

背景技术

现有的液晶显示技术中，每个液晶子像素(ITO薄膜矩阵电极及液晶)控制偏振白光的振动方向的旋转，色彩由彩色滤光片来选择。亦即到达彩色滤光片中的红、绿、蓝子像素处的光线虽然偏振方向各不相同，但均是白色偏振混光。红色子像素处只能透红光，另两色光被吸收，绿、蓝子像素亦然。如此2/3的光能被浪费。

目前的液晶显示技术中光利用率低还有如下另几个原因：1、振动方向和塑料偏振片的偏振方向垂直的偏振光被塑料偏振片吸收而没有被利用；2、彩色滤光片上的一个像素由红绿蓝三个子像素及其周围的黑框组合而成，黑框也是吸收光的。3每个ITO薄膜矩阵电极像素中还有薄膜晶体管及电容也会占用一部分空间。这部分空间也会阻挡光线。以上几点原因相加导致光能利用率不足10％，亦即偏振片和彩色滤光片这两个器件浪费掉光能的90％。在现有的投影技术中为了提高光效，采用了三片液晶屏技术，系统中需要分色光，而后再三色合光，结构复杂，工艺要求高。

对于偏振光转换再利用目前较普遍的做法是蒸镀偏振分光膜加玻片，因均是独立器件，且成本较高。结构上多为45度角入射，之后再分光，较复杂，占用空间也大。也让整个系统的光学结构复杂化。另外，现有技术中的彩色滤光片在液晶成本中占有较大比重，因其三原色需要分别着色，工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计更为合理、可大大提高光的利用效率的液晶屏。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了一种如上所述的液晶屏组成的液晶显示装置。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种液晶屏，包括玻璃基板(基板也可以由其它类似的透明材料制成)、ITO电极、液晶和偏振片，其特点是，在入光一侧的玻璃基板与ITO电极之间设有彩色偏振分光片，在该ITO电极另一侧依次设置液晶、ITO电极、玻璃基板和偏振片；或者在入光一侧的ITO电极与液晶之间设有彩色偏振分光片，在液晶另一侧依次设置ITO电极、玻璃基板和偏振片；所述的彩色偏振分光片具有像素阵列，每个像素含有三个子像素或者为单个像素，三个子像素分别由区别宽度和周期的金属线栅构成，三个子像素分别与液晶显示中的红、绿、蓝子像素呈一一对应关系，即和液晶屏某一像素中的红色子像素对应部分的金属线栅被设计成只容许具有一定带宽的且偏振方向和金属线栅方向正交垂直的偏振红光出射，偏振方向和金属线栅方向平行的偏振红光及其他色光被反射。其他的绿色子像素和蓝色子像素以此类推；单个像素也由金属线栅构成，单个像素与液晶显示中像素呈一一对应关系。

本发明所述的液晶屏技术方案中，优选的技术方案是：所述的金属线栅的方向具有同向性。当本发明液晶出光侧的偏振片不是采用现有技术中的整体式塑料偏振片，而是采用像素阵列式光栅结构时，理论上子像素之间的光栅方向可以各不相同。但在本发明中，为了获得更高的光效，各子像素间为了获得更好的光三原色的均衡性，优选地，金属线栅的方向应该具有同向性。这种“金属线栅的方向具有同向性”主要包括以下3种情形：

一是指同类子像素(在同一幅画面中，出射同色光的子像素即为同类子像素)的金属线栅方向均同向，不同类的子像素的金属线栅的方向可以同向，也可以异向。

二是指在立体(3D)显示中，左、右眼或多视角画面采用非场序方式显示(即在同一显示面板中同时显示)时，单色(比如：红色)某子像素的个数为复数(左、右眼两个或多视角的多个)，并且分属于不同的画面(例如：左眼画面、右眼画面或多视角画面)，其相互之间金属线栅的方向可以相同也可以不同向。但是，在同一画面中，同类子像素的金属线栅方向均同向，不同类的子像素的金属线栅的方向可以同向，也可以异向。

三是指同类子像素的金属线栅呈现分集合方向一致性特征。即每一集合内的子像素的金属线栅的方向均同向，集合与集合之间的子像素的金属线栅的方向可以同向，也可以异向。例如：将相邻矩阵横列红色子像素按间隔分成两个集合(即第1、3、5、7…横列为一个集合，第2、4、6、8…横列为一个集合)，两个集合内的子像素的金属线栅方向均同向，两个集合之间的子像素金属线栅的方向按横列方向相邻两两(横列1和2，2和3…)相互垂直正交。

本发明所述的金属线栅(即金属线型光栅)还包括下述情形：所述的金属线栅还可以由金属层再加上相关的介质层构成，例如中国公开专利文献200910028285.9所述的亚波长光栅。