一種偏振片和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種偏振片和顯示裝置，其中，所述偏振片由多個相連的偏振結(jié)構(gòu)組成；偏振結(jié)構(gòu)具體包括：入光單元；分光單元，用于在背光模組產(chǎn)生的光線通過入光單元入射后，將光線分解為第一偏振方向的第一線偏振光和第二偏振方向的第二線偏振光；出光單元，用于將第一線偏振光射出；變光單元，用于將第二線偏振光轉(zhuǎn)換為第一偏振方向的第三線偏振光；其中第三線偏振光通過相鄰的偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的出光單元和分光單元后射出。在本發(fā)明中的偏振片，可以將入射光線全部轉(zhuǎn)換為振動方向相同的線偏振光，使得偏振片的理論透過率達到100％，提高了偏振片的透過率。
【專利說明】一種偏振片和顯示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及偏振片領(lǐng)域，尤其涉及一種偏振片和顯示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]無論是傳統(tǒng)的液晶顯示器IXD，還是新興的有機發(fā)光二極管OLED顯示器，都離不開偏振片。
[0003]傳統(tǒng)偏振片在制作時,一單兀利用各向異性晶體對不同振動方向的偏振光選擇吸收的特性，例如H偏振片或K偏振片,靠拉伸碘-聚乙烯醇分子形成的碘鏈來實現(xiàn)出射偏振光的目的；一單元利用雙折射晶體的選擇折射原理，將折射光線分為ο光和e光，因為ο光遵守折射定律，而e光不遵守折射定律，其光線方向和波法線方向存在一離散角，導(dǎo)致雙折射晶體偏振片也只能利用一個偏振方向的線偏振光。
[0004]可以看出，透過率一直都是傳統(tǒng)偏振片的瓶頸，目前最好的偏振片透過率也不能超過50%，浪費了大單元的光能。因此，提高偏振片的透過率無疑是各種顯示器必須要挑戰(zhàn)的方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種偏振片和顯示裝置，提高偏振片的透過率。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種偏振片，所述偏振片由多個相連的偏振結(jié)構(gòu)組成；
[0007]所述偏振結(jié)構(gòu)具體包括:
[0008]入光單元；
[0009]分光單元，用于在背光模組產(chǎn)生的光線通過所述入光單元入射后，將所述光線分解為第一偏振方向的第一線偏振光和第二偏振方向的第二線偏振光；
[0010]出光單兀，用于將所述第一線偏振光射出；
[0011]變光單兀，用于將所述第二線偏振光轉(zhuǎn)換為第一偏振方向的第三線偏振光；
[0012]其中所述第三線偏振光通過相鄰的所述偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的所述出光單元和所述分光單元后射出。
[0013]上述的偏振片，其中，所述第一線偏振光為所述分光單元折射所述背光模組產(chǎn)生的光線得到，所述第二線偏振光為所述分光單元反射所述背光模組產(chǎn)生的光線得到。
[0014]上述的偏振片，其中，所述第一偏振方向為P分量方向，所述第二偏振方向為S分量方向。
[0015]上述的偏振片，其中，所述光線通過所述入光單元折射到所述分光單元時，入射角與折射角之和為90度。
[0016]上述的偏振片，其中，用于形成所述入光單元的第一材質(zhì)的折射率為第一折射率；
[0017]所述分光單元具體包括:
[0018]具有第二材質(zhì)的多個平行且間距相等的平面，其中相鄰的所述平面之間設(shè)置有所述第一材質(zhì)的材料，所述第二材質(zhì)的第二折射率大于所述第一折射率。
[0019]上述的偏振片，其中，所述出光單元通過所述第一材質(zhì)形成。
[0020]上述的偏振片，其中，所述第一材質(zhì)具體為軟玻璃或聚合物。
[0021]上述的偏振片，其中，所述第二材質(zhì)具體為軟玻璃或聚合物。
[0022]上述的偏振片，其中，所述變光單元具體為二分之一玻片，且所述玻片的光軸與所述第二線偏振光之間的夾角為45度。
[0023]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置使用了上述任一項所述的偏振片。
[0024]本發(fā)明實施例中所述的偏振片，可以將入射光線全部轉(zhuǎn)換為振動方向相同的線偏振光，使得偏振片的理論透過率達到100%，提高了偏振片的透過率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光線通過不同介質(zhì)進行折射和反射時的示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例提供的光線通過偏振結(jié)構(gòu)時的示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實施例提供的偏振片的示意圖。

【具體實施方式】
[0028]在介紹本發(fā)明實施例之前，先對本發(fā)明涉及到的原理進行介紹。
[0029]如圖1所示，當(dāng)光從折射率為Ii1的第一介質(zhì)斜射入折射率為n2的第二介質(zhì)時，在兩種介質(zhì)的交界處發(fā)生反射和折射。根據(jù)菲涅耳Fresnel公式，可將入射光分為振動方向相互垂直的S分量線偏振光和P分量線偏振光，S分量線偏振光的振動方向垂直于入射面，P分量線偏振光的方向平行于入射面。S分量線偏振光和P分量線偏振光在界面對應(yīng)的反射比和透射比公式如下。
[0030]S分量線偏振光的反射比為:
sin2 (--, - θ-,) / j、
[0031]ps =.1 ；[(公式 I)

sin-(^l +θ2)
[0032]S分量線偏振光的透射比為:
η, cosΘ-, 4sirr Θ-, cos2 θ,,
[0033]Ts = 二~、(公式 2)

"丨 Cos^l sin'(^l -1 O2)
[0034]P分量線偏振光的反射比為:
Ian2 (^1- )、
[0035]pP = t) J n{ (公式 3)

Uin 卞丨 +^2)
[0036]P分量線偏振光的透射比為:
IU cos4sin2 Θ-、cos2 <9,,
[0037](公式 4)
[0038]從以上公式，我們可以推導(dǎo)出以下兩個結(jié)論:
[0039]< 結(jié)論一 >
[0040]當(dāng)Qje2= 31/2時，P P = O,即反射光中不存在P分量線偏振光,全部是S分量線偏振光。
[0041]〈結(jié)論二〉
[0042]當(dāng)兩種介質(zhì)的折射率差Λ η較大時，τ ρ? τ s,即透射光中P分量線偏振光占絕對多數(shù)。
[0043]基于以上結(jié)論，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0044]本發(fā)明實施例提供了一種偏振片，所述偏振片由多個相連的偏振結(jié)構(gòu)組成；
[0045]所述偏振結(jié)構(gòu)如圖2所示,具體包括:
[0046]入光單元21;
[0047]分光單元22，用于在背光模組產(chǎn)生的光線25通過所述入光單元21入射后，將所述光線25分解為第一偏振方向的第一線偏振光26和第二偏振方向的第二線偏振光27 ；
[0048]出光單兀23,用于將所述第一線偏振光26射出；
[0049]變光單兀24,用于將所述第二線偏振光27轉(zhuǎn)換為第一偏振方向的第三線偏振光28 ；
[0050]其中所述第三線偏振光28通過相鄰的所述偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的所述出光單元23和所述分光單兀22后射出。
[0051]在本發(fā)明實施例中，可以將背光模組產(chǎn)生的光線25在經(jīng)過分光單元22后分解為兩個振動方向的線偏振光，其中，第一線偏振光26經(jīng)過出光單兀23射出，第二線偏振光27在經(jīng)過變光單兀24后轉(zhuǎn)換為與第一線偏振光26振動方向相同的第三線偏振光28,并經(jīng)過相鄰的所述偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的所述出光單元23和所述分光單元22后射出。當(dāng)偏轉(zhuǎn)片由多個偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)組成時，如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的偏振片的理論透過率可以達到100%，與現(xiàn)有的偏振片相比其透過率大大提高。
[0052]其中用于形成所述入光單元21的第一材質(zhì)的折射率為第一折射率，優(yōu)選地，入光單元21可以選擇折射率較低的透明材質(zhì)，例如軟玻璃或聚合物等。在背光模組產(chǎn)生的光線25通過所述入光單元21入射后，要經(jīng)過分光單元分解為振動方向不同的兩個線偏振光。這里首先利用了上述的結(jié)論一，所述光線25通過所述入光單元21折射到所述分光單元22時，入射角Q1與射角02之和應(yīng)為90度，這樣可以保證光線25在照射到入光單元21和分光單元22之間的界面時，反射光中不存在P分量線偏振光，全部是S分量線偏振光27 ;進而利用上述的結(jié)論二，保證構(gòu)成分光單元22的第二材質(zhì)的第二折射率大于所述第一折射率，第二折射率與第一折射率差值越大，透射光中P分量線偏振光所占的比例越大。這里的第二材質(zhì)優(yōu)選地可以為軟玻璃或聚合物等
[0053]也就是說，在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)公式5和6確定第一折射率和第二折射率:
[0054]Sin Θ ^Sin Θ 2 = Ii2Ai1 (公式 5)
[0055]Q^Q2= Ji /2 (公式 6)
[0056]其中，Ill和n2在滿足上述兩個公式的基礎(chǔ)上，H2-1i1的值越大，效果越好。
[0057]進一步地，為了盡可能地提高透射光中P分量線偏振光所占的比例，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)選地，可以對光線25進行多次折射。即分光單元22由兩部分組成，具有第二材質(zhì)的多個平行且間距相等的平面221，間距可以很小，但不能貼上，其中相鄰的所述平面221之間設(shè)置有所述第一材質(zhì)的材料222，所述第二材質(zhì)的第二折射率大于所述第一折射率。
[0058]由于分光單元22呈平行結(jié)構(gòu)排列，根據(jù)光線經(jīng)過平行平面不改變傳播方向的原理，可以得出，折射光26進入第二個分光界面時，也滿足θ1+θ2= /2和Ii2-1i1X)的關(guān)系，在第二個分光界面對折射光26進行進一步的分光,使反射光全部為S分量線偏振光,而折射光中的P分量線偏振光比例進一步提升，隨著分光單元23的平行結(jié)構(gòu)數(shù)量的增多，進入出光單元23的折射光已經(jīng)是偏振度接近于100%的P分量線偏振光。
[0059]進一步地，為了保證折射光26出光方向與入光方向一致，出光單元23的材質(zhì)與入光單元21的材質(zhì)相同。即所述出光單元23通過所述第一材質(zhì)形成。
[0060]在本發(fā)明實施例中，所述第一材質(zhì)具體為軟玻璃或聚合物，同樣地，所述第二材質(zhì)也可以具體為軟玻璃或聚合物等。當(dāng)然，以上所述的材質(zhì)僅是本發(fā)明實施例提供的優(yōu)選方式，在選擇第一材質(zhì)和第二材質(zhì)時，只需要能夠保證入射角和折射角之和為90度且Ii2-1i1X)即可，不再把偏振片的材質(zhì)限定為晶體，因此可以很大程度上降低了成本。
[0061]另外，在分光單元22被反射的S分量線偏振27進入變光單元24，這里的變光單元24為二分之一玻片，并且使玻片的光軸(快軸或者慢軸)與S分量線偏振反射光27的夾角為45度,這樣根據(jù)線偏振光經(jīng)過二分之一玻片仍為線偏振光且振動方向與之前垂直的原理，S分量線偏振光27經(jīng)過變光單元24，就轉(zhuǎn)換為P分量線偏振光27’。同時，因為進入玻片前的反射光本身就是線偏振光，故玻片對其的透過率接近100%，因此進入相鄰的偏振結(jié)構(gòu)的側(cè)入射光已經(jīng)全部是P分量的線偏振光27’。
[0062]P分量線偏振光27’通過相鄰的偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的所述出光單元23和所述分光單元22后射出為P分量線偏振光28。
[0063]這樣通過上述過程，本發(fā)明實施例提供的偏振片將背光模組產(chǎn)生的光線25經(jīng)過兩個偏光結(jié)構(gòu)，分別轉(zhuǎn)換為從第一個偏光結(jié)構(gòu)射出的P分量線偏振光26和從第二個偏光結(jié)構(gòu)射出的P分量線偏振光28，使入射光線的光能得到了充分的利用，并達到了將入射光轉(zhuǎn)換為線偏振光的目的。當(dāng)偏轉(zhuǎn)片由多個偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)組成時，如圖3所示，偏振片理論上可以將入射光100%轉(zhuǎn)化為線偏振光(不考慮材質(zhì)吸收的情況下)，是傳統(tǒng)的偏振片透過率的2倍，因此極大提升了產(chǎn)品的節(jié)能環(huán)保能力。
[0064]另外，對構(gòu)成偏振片的材質(zhì)的選擇范圍很廣，只需要滿足入射角和折射角之和為90度且Ii2-1i1X)即可，不再把材質(zhì)限定為晶體，因此可以很大程度上降低成本。
[0065]本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置使用了上述任一項所述的偏振片。
[0066]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種偏振片，其特征在于，所述偏振片由多個相連的偏振結(jié)構(gòu)組成； 所述偏振結(jié)構(gòu)具體包括: 入光單元； 分光單元，用于在背光模組產(chǎn)生的光線通過所述入光單元入射后，將所述光線分解為第一偏振方向的第一線偏振光和第二偏振方向的第二線偏振光； 出光單兀，用于將所述第一線偏振光射出； 變光單兀，用于將所述第二線偏振光轉(zhuǎn)換為第一偏振方向的第三線偏振光； 其中所述第三線偏振光通過相鄰的所述偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中的所述出光單元和所述分光單元后射出。
2.如權(quán)利要求1所述的偏振片，其特征在于，所述第一線偏振光為所述分光單元折射所述背光模組產(chǎn)生的光線得到，所述第二線偏振光為所述分光單元反射所述背光模組產(chǎn)生的光線得到。
3.如權(quán)利要求2所述的偏振片，其特征在于，所述第一偏振方向為P分量方向，所述第二偏振方向為S分量方向。
4.如權(quán)利要求2或3所述的偏振片，其特征在于，所述光線通過所述入光單元折射到所述分光單元時，入射角與折射角之和為90度。
5.如權(quán)利要求4所述的偏振片，其特征在于，用于形成所述入光單元的第一材質(zhì)的折射率為第一折射率； 所述分光單元具體包括: 具有第二材質(zhì)的多個平行且間距相等的平面，其中相鄰的所述平面之間設(shè)置有所述第一材質(zhì)的材料，所述第二材質(zhì)的第二折射率大于所述第一折射率。
6.如權(quán)利要求5所述的偏振片，其特征在于，所述出光單元通過所述第一材質(zhì)形成。
7.如權(quán)利要求5所述的偏振片，其特征在于，所述第一材質(zhì)具體為軟玻璃或聚合物。
8.如權(quán)利要求5所述的偏振片，其特征在于，所述第二材質(zhì)具體為軟玻璃或聚合物。
9.如權(quán)利要求1所述的偏振片，其特征在于，所述變光單元具體為二分之一玻片，且所述玻片的光軸與所述第二線偏振光之間的夾角為45度。
10.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置使用了如權(quán)利要求1-9任一項所述的偏振片。
【文檔編號】G02B5/30GK104280810SQ201410522293
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】孫艷六 申請人:京東方科技集團股份有限公司