[发明专利]具有改进的图像对比度的液晶显示器面板

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2004年3月26日提交的序列号为60/557,095的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请的公开内容特此通过引用的方式完整纳入本说明书。

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，具体涉及一种采用了非吸收干涉滤色片和相邻子像素间光再循环的，具有改进的图像对比度的高亮度彩色液晶显示器面板。

背景技术

对能够以改进的对比度显示视频图像的平板液晶显示器(LCD)面板有很大需求。需要这种显示结构来直接观看的装置的例子包括笔记本、膝上型电脑、其他计算机以及平板电视设备。

通常，常规的彩色LCD面板具有本质上相同的基本结构。每个LCD显示器面板包括以下几个主要组件：用于产生平面均匀光照强度的背光结构；产生光强度调制的控制元件的可电寻址阵列；以及位于调制元件阵列邻域的滤色片阵列，该滤色片阵列对经调制的光进行光谱过滤以形成彩色图像。

在彩色LCD面板设计中，目标是使来自背光结构的光最大百分比地透过滤色片阵列。然而，由于以下因素所导致的光透射严重损耗，使利用现有设计和技术不可能实现该目标，这些因素为：由LCD面板中所用的吸收型偏振器引起的光能量损耗；从薄膜晶体管(TFT)和LCD面板中所用的像素空间强度调制阵列的布线反射的光的吸收；LCD面板滤光片中所用的颜料对光的吸收；以及由LCD面板内层与层之间的折射率不匹配引起的菲涅耳损耗。这些因素导致了，现有技术下的彩色LCD面板的光透射率一般不大于5％。从而，背光结构产生的光中有最高达95％的光转化成LCD面板上的热。因此，在不使用超高强度背光源的情况下，将现有技术下的彩色LCD面板用于直接或投影显示系统中都不可能获取高亮度图像，而使用超高强度背光源要求有高的功率供给，并且产生大量的热，因而必须要有充分冷却等措施。

针对现有技术下的彩色LCD面板设计的缺点，已提出多种替换性方法以改进面板的光透射率，并从而提高所生成图像的亮度。

例如，采用胆甾型液晶(CLC)偏振器的LCD面板已用于取代现有技术下的LCD面板吸收染色偏振器，以获取改进的色纯度。为了提高LCD面板的亮度，另一LCD面板采用了部分光再循环的方案。为了提高LCD面板的亮度，另一LCD面板利用全息散射体(holographicdiffuser)从背光结构的光导面板提取光，以及利用CLC偏振器来对被全息散射体漫散射式地散射的光进行局部再循环。

然而，这种现有技术下的彩色LCD面板难免还有些不足和缺点。特别是，虽然利用了非吸收CLC偏振器以及局部化的光再循环原理，但现有技术下的LCD面板在从背光结构延伸至观看者的光路上还继续需要至少一个光吸收层。因此，现有技术下的LCD面板具有非常低的光透射率。因而，利用现有技术下的LCD面板形成高亮度彩色图像，要求有高强度的背光光源，而该高强度的背光光源消耗非常高的电功率，产生大量的热，并且要求必须要利用风扇以及其他冷却措施来使LCD面板和背光结构中的灯的温度维持在安全运行极限内。

已知一种宽带双折射反射偏振器，它包括布置在光学重复单元中的双折射材料，该光学重复单元在空间上沿反射偏振器厚度轴方向放置。双折射反射偏振器可以通过确定的混合挤压技术由多层片状或薄膜状形式的聚合物材料制得。这种方法有一些限制。该聚合物应适合于在该方法的实践过程中使用，以便聚合物具有光弹性系数，该光弹性系数可在该聚合物被定向时，在至少一个平面内提供必要的折射率失配。因此，并非所有聚合物材料对都可以使用。并非所有聚合物材料都适宜混合挤压。很多聚合物可以在高于玻璃态转变温度的温度下被拉伸。制造反射偏振器的方法是一个超高温方法。反射偏振器只能被独立(分开)生产，并且不能将其制造方法集成到，例如，显示器或其他设备的制造工艺中。

因此，对能够产生高亮度彩色图像，并且没有现有技术下的LCD面板设备的缺点和不足的改进的彩色LCD面板有很大需求。

发明内容