TW200521500A - Optical device, condensing backlight system and liquid crystal display equipment - Google Patents

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200521500 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用偏光元件之光學元件。又，本發 明係關於一種使用該光學元件之聚光背光系統，進而關於 一種使用該等之液晶顯示裝置。 【先前技術】 很久以來，一直在嘗試使用表面平坦之光學薄膜，使擴 散光源聚光或平行光化，或僅於特定方向上控制透過率。 作為其代表例，有組合輝線光源與帶通濾波器之方法（例如 苓知、專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4、專 利文獻5、專利文獻6、專利文獻7、專利文獻8、專利文獻9 等。）。X，亦有提出如CRT或電致發光般，於輝線發光之 光源與顯不裝置上配置帶通遽波器，進行聚光/平行光化之 2等（m°參照專利文㈣、專敎獻11、專利文獻12、 專矛文獻1 3、專利文獻14等）。 ，提出有組合偏光與相位差之方式(參照 15)。又，亦提出有其他方崇 -反射偏光件之…乍為包含反射偏光件-旋光 利文獻18) X t 專利文獻16、專利文獻17、 J又獻18)。又，提出有 人 然而，在❹^^ (參照專利文獻19) 學薄膜的方式中 作為向擴散光源賦予指向性之; 性要求高精卢，二於光源種類與帶通據波器之波長^ 存在太大問題，但♦料_ _ 另者，使用單色光雖？ 化若不依據入射角：、’“於二原色時，各顏色之透過率i Π 以同一比率蠻介 干夂化，便會感覺有著色。 95787.doc 200521500 因此，輝線光源與帶通濾波器之組合中，光源波長與帶通 慮波器需要精密吻合，技術難度較高。 例如，於專利文獻13、專利文獻14中，係使用由組合左 圓偏光分離板與右圓偏光分離板而獲得之反射板，或於相 同方向之圓偏光分離板之間配置丨/2波長板而獲得的反射 板進行正面方向之聚光。然而，於此系統中，需要形成對 應於每一種光源波長的層，因此為實現彩色化，故而需要 三組疊層。此構造較複雜，成本較高。 又，於使用偏光與相位差之情形下，當發現可出射之角 度時’次要透過區域可能以更大入射角角度出現。 通常傾斜入射至相位差板時，光路長度會增大，而由於 光路長度增大，光路長度差亦有相應增大之趨勢。若將此 特性與偏光件組合，便可製作出如專利文獻15揭示之透過 率具有角度依賴性的偏光元件。該偏光元件可對應於入射 角而改變透過率。例如，依據該偏光元件，可提高正面方 向之透過率，降低傾斜入射光線之透過率。 進而，於分離同方向圓偏光的光學元件之間，插入正面 無相位差，而於斜方向上賦予1 /2波長之相位差的層時，由 於斜方向上全反射，因此光線僅於正面方向透過（參照專利 文獻20)。然而，使用此方法，尚有問題存在，即當設定於 特定角度全反射之條件時，可能產生以更大入射角度再次 透過之區域。當入射角度增大時，光路長度增大，受到之 相位差增大。因此，具有於受到3/4波長之相位差的入射角 再次透過之性質。由此，使透過特性僅於正面具有時，卻 95787.doc 200521500 反而會產生斜方向之透過成分，故而產生故障。 專矛i文獻1 7、專利文獻1 8、專利文獻丨9均係對於半透過 反射板用途之反射偏光件叠層品加以改善者，其藉由使用 旋光鏡，實現卷軸式之生產，解決因將此等錯開角度貼合 而產生的生產性低下與面積良率劣化之問題，從而改善生 產性。此種-般性之反射偏光件_旋光板反射偏光件的組合 不會產生透過率之角度依賴性。x，使用如石英或蔗糖般 =-般性手性材料或相位差板之疊層體等製成之旋光鏡 時’難以有意識地控制與製作旋光特性因人射角度而變化 之相位差板。TN液晶層雖可作為旋光板發揮功能，但對於 傾斜之入射方向亦與正面方向同樣，係作為大約9〇。之旋光 鏡心揮功月b，未明顯見到因入射角變化而旋光角產生變化 之現象。 另者，全息材料大多價格昂貴機械特性差，並且材質較 軟，於長期耐久性上存在問題。 …女此先則之上述光學元件，或製作較困難，或難以獲 知所而的光子特性’存在缺乏可靠性等問題。 專利文獻卜日本專利特開平6-235900號公報 專利文獻2·日本專利特開平2·158289號公報 專利文獻3 ·日本專利特開平10-321025號公報 專利文獻4:美國專利第63〇76〇4號說明書 專利文獻5 ·德國專利申請公開第3836955號說明書 專利文獻6 ·德國專利申請公開第號說明書 專利文獻7 ·歐洲專利申請公開第5783〇2號說明書 95787.doc 200521500 專利文獻8 :美國專利申請公開第2002/34009號說明書 專利文獻9:國際公開第02/25687號手冊 專利文獻10 :美國專利申請公開第2001/521643號說明書 專利文獻11 :美國專利申請公開第2001/516066號說明書 專利文獻12 :美國專利申請公開第2002/036735號說明書 專利文獻13:曰本專利特開2002-90535號公報 專利文獻14:日本專利特開2002-258048號公報 專利文獻15 :專利第2561483號說明書 專利文獻16:美國專利第4984872號說明書 專利文獻17 :美國專利申請公開第2003/63236號說明書 專利文獻18:國際公開第03/27731號手冊 專利文獻19:國際公開第03/27756號手冊 專利文獻20:曰本專利特開平10-321025號公報 [發明所欲解決之問題] 本發明之目的在於提供一種光學元件，其可使自光源發 出之入射光聚光化、平行光化，且可抑制任意方向上光線 之透過。 又，本發明之目的在於提供一種使用該光學元件之聚光 背光系統，進而提供一種液晶顯示裝置。 【發明内容】 本發明人等為解決上述課題，銳意研究，終於發現下述 光學元件並完成本發明。即，本發明内容如下。 1. 一種光學元件，其特徵為： 疊層有偏光元件（A)，其將入射光進行偏光分離後出射且 95787.doc 200521500 含有膽固醇型液晶，以及 直線偏光反射型偏光件（B )，其使正交之直線偏光中的一 方透過，並選擇性反射他方；且 偏光元件（A) 相對於法線方向入射光之出射光的失真率為〇·5以上， 相對於自法線方向傾斜60。以上入射之入射光，其出射光 之失真率為0.2以下， 出射光之直線偏光成分隨入射角度增大而增大。 2·如上述第1項之光學元件，其中偏光元件（Α)係出射光之 直線偏光成分於與偏光元件面之法線方向實質性正交的方 向上具有直線偏光之偏光軸者，該直線偏光成分隨入射角 度增大而增大。 3·如上述第1項之光學元件，其中偏光元件（Α)係出射光之 直線偏光成分於與偏光元件面之法線方向實質性相平行的 方向上具有直線偏光之偏光軸者，該直線偏光成分隨入射 角度增大而增大。 4·如上述1至3項中任何一項之光學元件，其中偏光元件 (Α)係實質性反射入射光之非透過成分者。 5·如上述1至4項中任何一項之光學元件，其中偏光元件 (Α)之厚度為2 μιη以上。 6·如上述1至5項中任何一項之光學元件，其中偏光元件 (Α)之反射帶區幅度為200 nm以上。 7·如上述1至6項中任何一項之光學元件，其中直線偏光 反射型偏光件（B)係栅格型偏光件。 95787.doc -10- 200521500 8.如上述1至6項中任何一項之光學元件，其中直線偏光 反射型偏光件（Β)係具有折射率差之2種以上2層以上的多 層薄膜疊層體。 9·如上述第8項之光學兀件，其中多層薄膜疊層體為蒸鍍 薄膜。 10·如上述1至6項中任何一項之光學元件，其中直線偏光 反射型偏光件（Β)係具有雙折射之2種以上2層以上的多層 薄膜疊層體。 11·如上述第10項之光學元件，其中多層薄膜疊層體係將 具有雙折射之2種以上2層以上之樹脂疊層體延展者。 12·—種光學元件，其特徵為：於如上述丨至丨丨項中任何 一項之光學元件中的偏光元件（Α)、與直線偏光反射型偏光 件（Β)之間夾1/2波長板（〇而疊層。 13·如上述第12項之光學元件，其中1/2波長板（c)係於可 視光之全部區域内，大致作為1/2波長板發揮功能的寬帶區 波長板。 14·如上述第13項之光學元件，其中1/2波長板（c)將面内 折射率最大之方向作為X軸，將垂直於X軸之方向作為γ 軸，且各軸方向上之折射率作為nx、ny，厚度作為d(nm) 時， 光源波長帶區（420〜650 nm)中，各波長上的正面相位差 值：（nx-ny)xd於1/2波長±10%以内。 15.如上述第12至14項中任何一項之光學元件，其中1 /2 波長板（C)係控制厚度方向上之相位差，降低相對於角度變 95787.doc -11 - 200521500 化之相位差變化者。 16·如上述第15項之光學元件，其中當1/2波長板以面 内折射率最大之方向作為X軸，垂直於χ軸之方向作為γ 軸，薄膜厚度方向作為2軸，並將各軸方向上之折射率作為 nx、ny、ηζ時， 以 Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示的 Νζ係數為-2·5<Νζ$ 卜 17·如上述第1至16項中任何一項之光學元件，其中於直 線偏光反射型偏光件（Β)之外側，配置有偏光板，其以直線 偏光反射型偏光件（Β)之偏光透過軸與偏光板之偏光軸方 向一致的方式而配置。 18 ·如上述弟1至17項中任何一項之光學元件，其中使用 透光性之接著劑或黏著劑將各層疊層。 19.一種聚光背光系統，其特徵為於如上述第1至18項中 任何一項之光學元件上，至少配置有光源。 20·如上述第19項之聚光背光系統，其中其具有聚光至法 線方向±60度以内的一次聚光機構。 21 ·如上述第20項之聚光背光系統，其中一次聚光機構係 於光源上所配置之微棱鏡片陣列。 22·—種液晶顯示裝置，其特徵為於如上述第19至21項中 任何一項之聚光背光系統中，至少配置有液晶單元。 23·—種液晶顯示裝置，其特徵為於如上述第22項之液晶 顯示裝置中’將不具有後方散射、解除偏光功能之擴散板 疊層於液晶單元的可視方加以使用。 [發明之效果] 95787.doc -12- 200521500 上述本發明之光學元件係配置有偏光元件（A)以及直線 偏光反射型偏光件（B)者，該偏光元件（a)將入射光偏光分 離後出射且含有膽固醇型液晶，該直線偏光反射型偏光件 (B)使正交之直線偏光中的一方透過，並選擇性反射他方。 圖11所示為本發明之該光學元件（χ)的一例剖面圖。又，本 發明之光學元件係將丨/2波長板（c)夾於上述偏光元件與 上述直線偏光反射型偏光件（Β)之間而配置者。圖12所示為 本發明之該光學元件（Υ)的一例剖面圖。 本發明之光學元件（Χ)、（γ)利用偏光元件（Α)之特殊現 象。即，本發明之光學元件（χ)、（γ)係利用偏光元件（Α)之 特殊性貝，即，入射角某種程度增大時，出射光會直線偏 光化，而即使入射角度進一步增大後，直線偏光之偏光軸 方向亦不再變化，保持一定之偏光狀態的特性，將其與直 線偏光反射型偏光件（Β)，進而與1/2波長板（c)組合，藉此 加以控制，使得出射光成為特定方向，又抑制次要透過成 分。 上述偏光元件（A)均使相對於法線方向入射光之出射光 的失真率為〇.5以上，以垂直入射光或接近垂直入射之入射 角度出射圓偏光。相對於上述法線方向人射光之出射光的 失真率越大’ Μ圓偏光之比例越多，因此較好的是〇7以 上，〇.9以上則更佳。另者，入射光自法線方向傾斜，以 上入射時，其出射光之失真率為〇.2以下，直線偏光以較深 之入射角度出射。當入射光自法線方向傾斜6〇。以上入射 其出射光之失真率越小，則直線偏光之比例越多，因 95787.doc •13- 200521500 此較好的是0.2以下，進而0.1以下更佳。如此，本發明之偏 光元件（Α)具有出射光之直線偏光成分隨入射角度增大而 增大的特徵。 作為上述偏光元件（Α)，可例舉出射光之直線偏光成分於 與偏光元件面之法線方向實質性正交的方向上具有直線偏 光之偏光軸者，該直線偏光成分隨入射角度增大而增大。 圖1(A)係表示透過作為光學面（\軸_丫軸平面）之偏光元件 (Α1)的出射光（e)，因入射光⑴之入射角度不同，而偏光成 为不同之概念圖。圖1(B)係自z軸方向觀察出射光（e)時之概 念圖。另外，如圖3所示，⑴係直線偏光，（ii)係自然光， (iii)係圓偏光，（iv)係橢圓偏光。 出射光（el):係沿z軸方向（法線方向）入射至偏光元件（A1) 之入射光（il)的出射光，為圓偏光。 出射光（e2)、（e4):係傾斜入射至偏光元件（A1)之入射光 〇2)、（i4)的出射光，為橢圓偏光。出射光（e2)係存在於包 § Z軸與y軸之面上，並具有與該面正交之軸的橢圓偏光。 出射光（e4)係存在於包含z軸與义軸之面上，並具有與該面正 交之軸的橢圓偏光。 出射光（e3)、（e5) ··係以大角度傾斜入射至偏光元件（ai) 之入射光（i3)、（i5)的出射光，為直線偏光。出射光（e3)係 存在於包含z軸與y軸之面上，並具有與該面正交之軸的直 線偏光。出射光（e5)係存在於包含z軸與义軸之面上，並具有 與邊面正交之軸的直線偏光。如此，作為直線偏光之出射 光03)、（e5)，其偏光軸相對於2軸實質上為正交方向，即 95787.doc -14- 200521500 相對於光學面（X轴-y轴平面）為水平方向。 又，作為上述偏光元件（A)，可例舉出射光之直線偏光成 分於與偏光元件面之法線方向實質性平行的方向上具有直 線偏光之偏光軸者，該直線偏光成分隨入射角度增大而增 大。圖2(A)係表示透過作為光學面（义軸_y軸平面）之偏光元 件（A2)的出射光（e)，因入射光⑴之入射角度不同，而偏光 成分不同之概念圖。圖2(B)係自z軸方向觀察出射光（e)時之 概念圖。 出射光（e41):係沿z軸方向（法線方向）入射至偏光元件 (A2)之入射光（i41)的出射光，為圓偏光。 出射光（e42)、（e44):係傾斜入射至偏光元件（A2)之入射 光（i42)、（i44)的出射光，為擴圓偏光。出射光（e42)係存在 於包含Z軸與y軸之面上，並具有與該面平行之軸的橢圓偏 光。出射光（e44)係存在於包含z軸與X軸之面上，並具有與 該面平行之軸的橢圓偏光。 出射光（e43)、（e45):係以大角度傾斜入射至偏光元件（A2) 之入射光（i43)、（i45)的出射光，為直線偏光。出射光（e43) 係存在於包含z軸與y軸之面上，並具有與該面平行之軸的 直線偏光。出射光（e45)係存在於包含z轴與\軸之面上，並 具有與該面平行之軸的直線偏光。如此，作為直線偏光之 出射光（e43)、（e45)，其偏光軸相對於z軸實質上為平行方 向，即相對於光學面（X軸-y軸平面）為正交方向。 上述偏光元件（A)含有膽固醇型液晶層。偏光元件（A)之 反射帶區幅度較好的是200 nm以上。先前一直認為膽固醇 95787.doc •15- 200521500 型液晶層透過/反射圓偏光不受入射角之影響。參照圖4。 實際上’以往係於單一間距之狹帶區膽固醇型液晶層（a 1 )， 出射光不論入射光之入射角度如何，均為圓偏光。本發明 係發現具有寬帶區選擇反射波長帶區之膽固醇型液晶層當 上述入射光之入射角度較大時，會產生透過直線偏光之現 象，而將其加以利用者。即，本現象無法藉由僅於特定波 長具有選擇反射功能之單一間距膽固醇型液晶層獲得，只 月色於見帶區化後之間距長度發生變化的膽固醇型液晶層獲 得。 另外，以前竹添（Jpn· J· Appl. Phys·，22，1080 (1983))曾 經報告有，當將雙折射較大之膽固醇型液晶層加厚配向至 數十pm(a2)時，入射角較大的入射光將全反射，而無法透 過之現象。參照圖5。然而，該文獻中未揭示大入射角之入 射光的直線偏光化。 藉由例如疊層具有不同中心波長之膽固醇型液晶層，作 為具有覆蓋可視光全區之選擇反射波長帶區的膽固醇型液 晶層，可獲得具有上述現象之偏光元件（A)。參照圖6。圖6 係疊層有R (紅色波長區域）、G (綠色波長區域）、b (藍色波 長區域）之三層的情形。又，由於膽固醇型液晶層之扭距長 度於厚度方向上變化，因此可使用寬帶區化者。參照圖7。 如此，具有上述現象之偏光元件，可使用圖6所示之具有複 數個不同選擇反射波長帶區之膽固醇型液晶層的疊層品， 或圖7所不之間距長度於厚度方向連續變化之膽固醇型液 晶層之任一者，兩者均可獲得同樣效果。 95787.doc -16- 200521500 引起上述現象之原因尚未確定。若僅由於液晶層界面上 之布魯斯特角而產生偏光分離，則於單—間距之膽固醇型 液晶層，亦應對特定波長產生直線偏光。又，由於膽固醇 型液晶層之疊層品與厚度方向上間距長度連續變化之膽固 醇型液晶層並無差別，因此於因疊層界面而產生的反射效 果方面亦明顯無差別。故而，上述現象應為不同波長帶區 之膽固醇型液晶層向透過膽固醇型液晶層時分離的圓偏光 賦予相位差，並直線偏光化者。 要使上述現象有效發揮功能，需要足夠寬的選擇反射帶 區幅度，較好的是200 nm以上，更好的是300 nm以上，進 而400 nm以上尤佳。為覆蓋可視光區，具體需要覆蓋4⑼ 〜600 nm範圍。另外，由於選擇反射波長對應於入射角會 轉移至短波長側，因此要覆蓋可視光區且不受入射角影 響，期望擴大後之選擇反射波長帶延伸置於長波長側，但 並非僅限於此。 要使本發明之偏光元件所具有之現象有效發揮功能，較 好的疋膽固醇型液晶層具有足夠厚度。通常當膽固醇型液 晶層為單一間距長度時，若具有數間距（選擇反射中心波長 之2〜3倍）左右之厚度，便可獲得足夠之選擇反射。若選擇 反射中心波長範圍為400〜600 nm，考慮到膽固醇型液晶之 折射率，厚度若為丨〜15 μιη左右，便可作為偏光元件發揮 功能。由於用於本發明之偏光元件的膽固醇型液晶層於廣 帶區具有反射帶區，因此較好的是厚度為2 μιη以上。更好 的是4 μιη以上，6 μιη以上尤佳。 95787.doc -17- 200521500 要獲得偏光元件（A)，亦可使用選擇反射帶區覆蓋可視光 區之寬帶區膽固醇型液晶。其係因為寬帶區膽固醇型液晶 層之層厚度較厚，可有效軾予相位差之故。 偏光元件（A)自正面方向（法線方向）之入射光可獲得圓偏 光，入射角度較深之入射光，將於與法線正交或平行之方 向出射直線偏光。因此，若選擇反射波長帶區充分延伸至 長波長側，便可看作為於可視光區無反射率變化，且無色 調變化之鏡面反射材料。 另者，上述直線偏光反射型偏光件（B)將使正交之直線偏 光中的一方透過’而選擇性地反射他方。圖8 (A)係表示透 過作為光學面（X軸-y軸平面）之直線偏光反射型偏光件（B) 的出射光（e)，不受入射光⑴之入射角度的影響，出射相同 方向之直線偏光的概念圖。圖8 (B)係自z轴方向觀察出射光 (e)時之概念圖。另外，圖8中未表示入射光（丨）。又，正交於 出射光（e)之直線偏光得以反射。 本發明之光學元件（X)如圖1丨所示，係按照偏光元件 (A)、直線偏光反射型偏光件（B)之順序憂層，入射光以此 順序透過。按偏光元件（A)、直線偏光反射型偏光件（]3)之 順序透過的出射光如圖9所示。圖9係使用偏光元件（A1)作 為偏光元件（A)之情形。 出射光（e21):存在於z軸上。垂直透過偏光元件（A1)之圓 偏光（el)，透過直線偏光反射型偏光件^)成為直線偏光。 圓偏光（el)中一半透過，一半反射。 出射光（e22):存在於包含z軸與y軸之面上。透過偏光元 95787.doc •18- 200521500 件（A1)之橢圓偏光（e2)的軸與直線偏光反射型偏光件（B)之 透過軸為平行關係，幾乎全部作為直線偏光透過。 出射光（e23):存在於包含z軸與y軸之面上。透過偏光元 件（A1)之直線偏光（e3)的軸與直線偏光反射型偏光件（B)之 透過軸為相同方向，透過直線偏光。 出射光（e2 4) ·存在於包含z轴與X轴之面上。透過偏光元 件（A1)之橢圓偏光（e4)的轴與直線偏光反射型偏光件之 透過軸為串行關係，幾乎全部被反射，僅透過若干直線偏 鲁 光。 出射光（e25):存在於包含z軸與X轴之面上。透過偏光元 件（A1)之直線偏光（e5)的軸與直線偏光反射型偏光件（b)之 透過軸為串行關係，均被反射，沒有光線透過。 於圖9中，係例示使用偏光元件（A1)作為偏光元件（A)之 情形，而使用偏光元件（A2)作為偏光元件（A)時，於圖9中， 可獲得構圖上反轉X軸與y軸之關係的出射光。 如上所述，於垂直方向上入射至光學元件（X)之光線，藉 馨 由偏光元件（A)成為圓偏光，僅有與直線偏光反射型偏光件 (B)之直線偏光透過軸一致的光線透過，不一致者反射。另 者，於斜方向上，出射光之狀態因方位而異。如圖1 (B)所 示，於X軸方位上，由於偏光元件（A1)與直線偏光反射型偏 光件（B)之直線偏光透過軸一致，因此入射光透過光學元件 (X)。另者，於y軸方位上，由於偏光元件（A1)與直線偏光 反射型偏光件（B)之直線偏光透過軸為正交關係，因此入射 光不透過光學元件（X)，而是全部反射。因此於正面上，原 95787.doc -19- 200521500 先之光量於偏光元件（A 1)成為50%，於直線偏光反射型偏光 件（B)成為該光線之另外一半。然而，若偏光元件（A1)、直 線偏光反射型偏光件（B)之偏光度足夠高，吸收損失等亦 少’將反射光藉由設置於下側之背光源等再起反射時，便 成為高效的具有透過率角度依賴性的光學元件。本發明之 光學元件（X)藉由偏光分離功能，成為吸收損失少且具有透 過率角度依賴性的光學元件，該偏光分離功能透過使用膽 固醇型液晶之選擇反射而實現。 光學元件（X)可將直線偏光作為出射光而獲得，因此，藉 由配置於液晶顯示裝置之光源側，可兼具提高亮度與聚光 之功能。又，由於本質上不具有吸收損失，因此不會入射 至液晶顯示裝置之角度的光線全部反射至光源側並循環。 其係因為斜方向之光源出射光僅於正面方向上有出口，故 而得以實質性聚光。 本發明之光學元件（X)之聚光特性可將任意方位之光線 反射’並將光線聚集至包含正面之所需方位。具體為，於 必須使用液晶顯示器之筆記型電腦等，由於面板上下方向 不需要光線’於橫方向上有光線便可，因此可適用本發明 之光學元件（X)。 另者，本發明之光學元件（γ)如圖i 2所示，係按照偏光元 件（A)、1/2波長板（C)、直線偏光反射型偏光件（B)之順序疊 層。^射光依此順序透過光學元件（Y)。以下就使用偏光元 件（ΑΦ)作為偏光元件（A)之情形，說明按偏光元件（A)、U2 波長板（C)之順序透過的出射光。 95787.doc •20- 200521500 另外’圖15表示偏光因波長板而變化之概念圖。F為快 軸，S為忮軸。15-1、15-2表示使用1/4波長板之直線偏光向 圓偏光的轉換。15-3、15-4表示使用1/4波長板之圓偏光向 直線偏光的轉換。15-5、15-6表示使用1/2波長板之軸方向 或旋轉方向的轉換。 自偏光元件（A1)出射之出射光如圖J所示。當透過偏光元 件（A1)之出射光透過1/2波長板（c)時，如圖1〇所示，正面方 向（法線方向）之圓偏光成為旋轉方向反轉的圓偏光，斜向透 過之直線偏光的偏光軸方向將旋轉度（參照圖1、6)。 出射光（ell):存在於z軸上。對應於垂直透過偏光元件（Ai) 之出射光（el)。係受到1/2波長板（c)之相位差，旋轉方向與 出射光（el)相反的圓偏光。 出射光（el2):出射光（e2)受到1/2波長板（c)之相位差，軸 角度旋轉90度。出射光（el2)係具有與包含z轴與丫轴之面相 平行之軸的橢圓偏光。 出射光（el3):出射光（e3)受到1/2波長板（c)之相位差，軸 角度旋轉9G度。出射光（el3)係具有與包含z軸與y軸之面相 平行之軸的直線偏光。 出射光（el4):出射光（e4)受到1/2波長板之相位差，轴 角度旋轉90度。出射光（el4)係具有與包含z軸與冰之面相 平行之軸的橢圓偏光。 出射光（el5):出射光（e5)受到1/2波長板⑹之相位差轴 角度旋轉90度。出射光（el5)係具有與包含z轴與χ轴之面相 平行之軸的直線偏光。 95787.doc -21 - 200521500 如圖ίο所示，透過偏光元件（A)與1/2波長板（c)之出射光 與透過圖2所示之偏光元件（A2)的出射光，直線偏光之偏光 軸相同，圓偏光及橢圓偏光之旋轉方向相反者。因此，藉 由豐層直線偏光反射型偏光件（B)於其上，於光學元件 (X) ’可獲得與使用偏光元件（A2)作為偏光元件（A)時同樣的 出射光。即，於斜方向上，於與使用光學元件（X)說明之方 位所不同的方位，偏光元件（A)與直線偏光反射型偏光件（B) 之直線偏光透過軸成為正交關係，於此方位上，光線不會 透過光學元件（Y)，而被全部反射。此方位可藉由配置i /2 波長板（C)之延伸軸與直線偏光反射型偏光件（]3)之偏光透 過軸而得以控制。如此，光學元件（γ)藉由使用1/2波長板 (C)，除光學元件（X)之效果以外，亦具有可任意控制出射 光聚光之方位的效果。 具體而言，假設直線偏光反射型偏光件（B)之透過軸與i/2 波長板（C)之延伸軸的軸角度為（0)，當0=〇。時，聚光之 軸位於直線偏光反射型偏光件（B)之反射軸方位。0 = 45。 時’聚光之軸成為直線偏光反射型偏光件的透過軸。〇。 <0 <90°時，聚光之軸取直線偏光反射型偏光件（B)之反射 轴與直線偏光反射型偏光件（B)之透過轴之間的角度。 應用於通常之筆記型電腦用液晶顯示器時，直線偏光反 射型偏光件（B)之偏光透過軸需要於液晶顯示器左右方向 45 °配置。滿足其條件者，當θ = 22.5。時，可高效反射顯 示器上下方向之光線。 通常’藉由於面光源上設置稜鏡片，可將全方向之光線 95787.doc -22- 200521500 聚光於正面方向。先前，稜鏡片多將縱向稜鏡片與橫向稜 鏡片疊層使用，縱向稜鏡片用以將橫（左右）方向之光線聚光 於正面，橫向稜鏡片用以將縱（上下）方向之光線聚光於正 面。依據本發明，可去除或者僅使用1片稜鏡片。 藉由使用本發明，可輕易獲得先前之光學元件所無法獲 得的特性。使用本發明之光學元件，可於正面方向具有高 透過率，並具有斜方向之良好遮蔽效果，配合膽固醇型液 晶之選擇反射特性，可獲得無吸收損失之光學元件。由於 無需於斜方向上進行次要透過或波長特性之精密調整，因 此容易獲得穩定的性能。 又，本發明之光學元件與先前之透鏡片或稜鏡片不同， 不需要空氣界面，因此可與偏光板等貼合，作為疊層一體 品使用，利於操作。對於薄型化具有較大效果。由於不具 備棱鏡構造般可目視之規則性構造，因此不易產生疊紋 等亦具有可省略使全光線透過率降低之擴散板類或容易 一務化（通¥為知1咼全光線透過率）的優點。當然與稜鏡片等 亚用亦耄無問題。例如，較好的是組合使用，以稜鏡片類 向陡斜之正面進行聚光，以本發明之光學元件遮蔽於稜鏡 片出現於大出射角之次要透過峰值。 又，於僅使用稜鏡片之先前型的背光源裝置中，出射光 聲值方向具有向遠離光源冷陰極管之方向偏離的趨勢。此 :因為自導光板於斜方向出射之光線多向遠離光源冷陰極 管方向出射，因而難以使峰值強度位於畫面垂直方向。相 ; 右使用本發明之光學元件，則可使出射峰值輕易 95787.doc -23- 200521500 與正面方向一致。 藉由將使用此等光學元件之聚光背光光源與後方散射少 且不會產生偏光消減之擴散板組合，可構建視野角擴大系 統。 聚光背光系統使用如此所獲得之光學元件，比以往可容 易獲得平行度高之光源。並且，由於藉由本質上不具有吸 收損失之反射偏光，可獲得平行光化，因此經反射之非平 行光成分將返回背光側，藉由散射反射等，僅將其中的平 行光成分取出，重複此循環，可獲得實質性的高透過率與 光的高使用效率。 【實施方式】 本發明之偏光元件（A)如上所述，包含反射帶寬為2〇〇 nm 以上之膽固醇型液晶層。該膽固醇型液晶層可藉疊層體形 成由具有複數個不同選擇反射波長帶之膽固醇型液晶層。 又，可使用間距長度於厚度方向上連續變化之膽固醇型液 晶層。另外，要如圖i之偏光元件（A1)或圖2之偏光元件（A2) 所不般控制出射光（控制斜向出射光之偏光軸的方向），需適 當選擇膽固醇型液晶層再進行。 如偏光元件（A1)、偏光元件（A2)般之斜向透過光之直線 偏光之軸方向的差異，可藉由膽固醇型液晶層之疊層順 序、製作方法之不同，任意製造。通常當偏光分離元件依 賴布魯斯特角時，斜方向之透過光線定義為固定一種，僅 能於實質上與光學面之法線相平行之方向上，獲得具有直 線偏光之偏光軸者。偏光元件（A)之選擇反射波長帶較好的 95787.doc •24- 200521500 是至少包含550 nm。 (膽固醇型液晶層之疊層體） 當偏光元件為具有被數個不同選擇反射波長帶之膽固醇 型液晶層的疊層體時，各膽固醇型液晶層以疊層體之反射 帶寬為200 nm以上之方式，適當選擇複數個膽固醇型液晶 層進行層疊。

作為膽固醇型液晶層，可使用適宜者，並無特別限制。 例如，可例舉於高溫下表現出膽固醇型液晶性之液晶聚合 物，或藉由電子射線或紫外線等電離放射線照射或熱量， 使液晶單體與依據需要之掌性劑及配向助劑聚合的聚合性 液晶，或者彼等之混合物等。液晶性可為溶致性，亦可為 熱致性，但自控制簡便性及單區域形成之便利性的觀點考 慮’較好的是使用熱致性液晶。 膽固醇型液晶層之形成可採用先前基於 一 ，、一、-4 化 a 乃

進行。例如’可例舉於適當之配向膜上，將液晶聚合物 開亚加熱至玻螭轉移溫度以上、未滿等方相轉移溫度， 液晶聚合物分子平坦配向之狀態下，使其冷卻至未滿玻 轉移溫f，成為破璃狀態，形成將該配向固定化之固化 々方!7等—上述適當之配向膜包含：於三醋酸纖維或非 晶聚細煙等雙折射a ^ μ杳 奸射相位差盡可能小之支持基材上，形成 醯亞胺、聚乙烯醇、綮 、 方香才矢來酯、聚醯胺·醯亞胺 聚酯亞醯胺等膜，佔田丄尹1 一 μ 文 、用嫘營布寺進行摩擦處理後的配 膜，或者81〇2之料士 — & g 醇……斜方_，或者利用聚對苯二甲酸乙· 醇S日或聚奈二酸Γ ^ 一 ·曰寺延伸基材表面性狀作為配向膜: 95787.doc -25· 200521500 基材，或者使用摩擦布或以蓋务ΛΖ, /Ait ^ Λ 化鐵為代表的微細研磨劑對 上述基材表面進行處理，而於矣而游士、 叩K表面形成具有微細配向控制 力之微細凹凸基材，或者於卜；+、f U p 乂有於上述基材溥膜上形成藉由光照 射偶氮苯化合物等而產生液晶控制力之配向膜的基材等。 又，於配向狀態已形成之階段，可藉由紫外線或離子光束 等能量照射固定構造。 液晶聚合物之製膜可以下述方法等進行，即例如可们

旋塗法、滾筒塗布法、流動塗布法、印刷法、浸潰塗布法 流延成膜法、刮棒塗布法、Β 邛沄及凹版印刷法等，將液晶聚4 物之㈣㈣液展_薄層’進而’依據需要對其進行幸 無處理。至於上述溶劑，例如可適當使用如二氯甲院、： 氯乙烯、四氯乙烧般之氯系溶劑；如丙酮、甲基乙基酮、 :己：般之㈣溶劑；如甲苯般之芳香族溶劑；如環庚烧 、又之％狀烧，或者Ν_甲基料㈣或四氫咬喘等。 广液晶聚合物之加熱熔融物較好的是採用以下方法 寺，即遵循上述内容，將

物展Η㈣七 將呈現為寻方相之狀態的加熱熔融 =依據需要，維持其炼融溫度，並進而展開為薄層， 再使其固化。該方法 导曰 作業環境之衛生性等良好之方/展之方法，因此亦可使用 之方法，展開液晶聚合物。 另外’展開液晶聚合物等卑 — 要，亦可^相型化等目的，依需 "以配向膜將膽固醇型液晶層重疊之方式 寻。如此獲得之膽固醇型液晶層可 方式 材/配向基材剝離，拍鼓 ^ 、日Τ使用之支持基 亦可使用。 卩於其他光學材料，或者無需剝離 95787.doc -26- 200521500 膽固酵型液晶層之疊層方法可例舉，使用接著材或黏著 材將分別製作之複數個膽固醇型液晶層貼合的方法，使用 溶劑等將表面膨潤/溶解後再進行擠壓之方法，施加熱量或 超聲波等並進行擠壓之方法。又，可使„作膽固醇= 晶層後，將具有其他選擇反射中心波長的膽固醇型液晶層 重複塗布於該層之上等的方法。 (厚度方向上間距長度連續變化之膽固醇型液晶層） 厚度方向上間距長度連續變化之膽固醇型液晶層，可例 舉使用含有與上述相同之液晶單體之組合物，藉由以下方 法對該組合物進行電子射線或紫外線等電離放射線照射之 方法。例如，可例舉利用因厚度方向上紫外線透過率之差 而產生的聚合速度之差的方法（日本專利特開2〇〇〇_95883號 么報），使用溶劑進行萃取，於厚度方向上形成濃度差之方 法（專利第3062150號說明書）；以及第一次聚合後，改變溫 度，進行第二次聚合的方法（美國專利第6〇57〇〇8號說明書） 等。 曰 又，可較好地使用以下方法（日本專利特開2〇〇〇·139953 號公報）等，即，實施於配向基材上塗布包含聚合性中間原 化合物（a)及聚合性掌性劑（b)之液晶混合物的步驟，以及於 與包含氧之氣體接觸的狀態下，自基材側照射紫外線於上 述液晶混合物，進行聚合固化之製程，藉由來自基材側之 备、外線照射，增大因氧聚合阻礙而產生的厚度方向上的聚 合速度差。 有關於曰本專利特開2000-139953號公報所揭示之方 95787.doc -27- 200521500 法可藉由以下方法，進而獲得具有寬帶區之反射波長帶 區的膽固醇型液晶層。 例如，可例舉藉由以下步驟進行上述紫外線聚合步驟的 方法（日本專利申凊案第2003-93963號），即，於上述液晶混 〇物與包含氧之氣體接觸之狀態下，於20 °C以上之溫度 下’以20〜200 mW/cm2之紫外線照射強度，自配向基材側 …射备、外線0.2〜5秒的步驟;繼而，於液晶層與包含氧 之氣體接觸之狀態下，於7〇°C〜12(TCT，加熱2秒以上的 步驟（2) ’繼而’於液晶層與包含氧之氣體接觸之狀態下， 於20c以上之溫度下，以低於步驟（1)之紫外線照射強度， 自配向基材側照射紫外線1〇秒以上的步驟（3)，繼而，於不 存在氧之條件下，照射紫外線之步驟（4)。 又，可例舉藉由以下步驟進行上述紫外線聚合步驟的方 法（日本專利中請案第_3-943G7號），即，於上述液晶混合 物與包含氧之氣體接觸之狀態下，於2〇它以上之溫度下， 以1〜200 mW/cm2之紫外線照射強度，於〇·2〜3〇秒之範圍 内自配向基材側進行3次以上紫外線照射，且每次增加次 數，便降低紫外線照射強度，並延長紫外線照射時間之步 驟（1)’繼而，於不存在氧之條件下，照射紫外線之步驟（2卜 又’可例舉藉由以下步驟進行上述紫外線聚合步驟的方 法（日本專利申睛案第2〇〇3-946〇5號），即，於上述液晶混合 物與包含氧之氣體接觸之狀態下，於2(rc以上之溫度下， 以20〜200 mw/cm2之紫外線照射強度，自配向基材側照射 紫外線0.2〜5秒的步驟⑴，、繼而，於上述液晶混合物與包 95787.doc -28- 200521500 含氧之氣體接觸之狀態下，以2。〔〕/秒以上之升溫速度，以 低於步驟（1)之紫外線照射強度，自配向基材側照射紫外線 ίο秒以上，直至其高於步驟（1)且到達6(rc以上之溫度的步 驟（2)，繼而，於不存在氧之條件下，照射紫外線之步驟（3)。 進而可使用以下方法。使用以下方法，可獲得具有寬帶 區之反射波長帶區以及良好耐熱性的膽固醇型液晶層。例 如，可例舉於兩片基材之間，使包含聚合性中間原化合物 (a)、聚合性掌性劑（b)、以及光聚合起始劑（c)之液晶混合物 進行紫外線聚合之方法（日本專利申請案第2003_4346號、曰 本專利申請案第2003-4101號）。又，可例舉於兩片基材之 間’將上述液晶混合物以及聚合性紫外線吸收劑（d)進行紫 外線聚合之方法（日本專利申請案第2003-4298號）。又，可 例舉將包含聚合性中間原化合物（a)、聚合性掌性劑以及 光聚合起始劑（c)之液晶混合物塗布於配向基材上，於惰性 氣體環境下，進行紫外線聚合的方法（日本專利申請案第 2003-4406號）。 又，可藉由以下步驟進行上述紫外線聚合步驟，即，於 上述液晶混合物與包含氧之氣體接觸之狀態下，於70°C以 上之溫度下，以10〜200 mW/cm2之紫外線照射強度，照射 紫外線0 · 1〜5秒的步驟（1 )，繼而，於液晶層與包含氧之氣 體接觸之狀態下，於以70°C以上進行0.1〜5秒的熱處理之 步驟（2)，於上述步驟（1)及步驟（2)之後，於不存在氧之條件 下，照射紫外線之步驟（3)。較好的是於複數次重複上述步 驟（1)及步驟（2)之後，進行紫外線照射之步驟（3)(曰本專利 95787.doc -29- 200521500 申請案第2004-71158號）。 又，可藉由以下步驟進行上述紫外線聚合步驟，即，於 上述液晶混合物與包含氧之氣體接觸之狀態下，於70^以 上之溫度下，以10〜200 mW/cm2之紫外線照射強度，照射 紫外線0.01〜5秒的步驟（1)，繼而，於液晶層與包含氧之氣 體接觸之狀態下，於以7(TC以上進行超過5秒的熱處理之步 驟（2)，於上述步驟（1)及步驟（2)之後，於不存在氧之條件 下，照射紫外線之步驟（3)。車交好的是於^欠重複上述步 驟（1)及步驟（2)之後，進行紫外線照射之步驟（3)(日本專利 申請案第2004-168666號）。 另外，至於偏光元件（A2)之製造方法，較好的是使用上 述曰本專利申請案第2003_93963號中揭示之方法。 以下說明形成膽固醇型液晶層之聚合性中間原化合物 (a)、聚合性掌性劑（b)等，於厚度方向上間距長度連續變化 之膽固醇型液晶層及形成為疊層體之膽固醇型液晶層均可 使用此等材料。 聚合性中間原化合物（a)較好的是使用至少具有1個聚合 性官能基，且於其中具有包含環狀單位等之中間原基者。 至於聚合性官能基，可例舉丙烯醯基、甲丙烯醯基、環氧 基、乙烯醚基等，而其中較好的是丙烯醯基、甲丙烯醯基。 又’藉由使用具有2個以上聚合性官能基者，可導入交聯構 造’提高耐久性。至於成為中間原基的上述環狀單位，可 例舉聯苯系、苯甲酸苯酯系、苯基環己烷系、氧化偶氮苯 系、甲亞胺系、偶氮苯系、苯基嘧啶系、二苯基乙炔系、 95787.doc -30- 200521500 苯甲酸二苯酯系、雙環己烷系、環己基苯系、三聯苯系等。 另外，此等環狀單位之末端，可具有例如氰基、烷基、烷 氧基、鹵素基等置換基。上述中間原基可介以賦予彎曲性 之間隔部結合。至於間隔部，可例舉聚亞甲基鏈、聚甲醛 鏈等。形成間隔部之構造單位的重複數依據中間原部之化 學構造而適當決定，但聚亞甲基鏈之重複單位為0〜20，較 好的是2〜12，聚甲醛鏈之重複單位為0〜10，較好的是1 〜3 〇 聚合性中間原化合物（a)之莫耳吸光係數較好的是0· 1〜 • \ 500 dm3m〇r1cm-l@365 nm 5 10~ 30000 dm3m〇r1cm'1@334 nm，且 1000〜100000 (Ιη^ιηοΓ1。!!!-1®]^ nm。具有上述莫 耳吸光係數者具有紫外線吸收能。莫耳吸光係數為〇· 1〜50 dm3m〇r1cm'1@365 nm ? 50~ 10000 dm3m〇r1cm'1@334 nm y 10000〜50000 dm3ηιοΓ1 cm-1 @3 14 nm則更好。莫耳吸光係數 為 0·1 〜10 nm ， 1000 〜4000 dm3m〇r1 cm'1 @334 nm，30000 〜40000 dm3m〇rlcm'l@3 14 nm尤佳。當莫耳吸光係數小於〇·1 d nm、 10 nm、1000 nm時， 無法獲得足夠之聚合速度差，難以寬帶區化。另者，當大 於 500 dm3mol-1cm-1@365 nm、30000 nm、100000 dm3tnol-1 nm時’可能出現聚合進 4 亍 不完全，且固化未結束之情形。另外’莫耳吸光係數係測 定各材料之分光光度光譜，自所獲得之吸光度365 nm、334 nm、3 14 nm測定之值。 95787.doc -31 - 200521500 具有1個聚合性官能基之聚合性中間原化合物（a)例如可 例舉以下化1之一般式的化合物： [化1]

(式中，可相同亦可不同，表示-F、-H、-CH3、-C2n5 或_OCH3，R13表示-Η或-CH3，Xi表示一般式（2): -(CH2CH20)a-(CH2)b-(〇)c-，X〗表示-CN或-F。其中，一般式 (2)中之a為〇〜3之整數，b為〇〜12之整數，c為〇或者1，且 當 a=l 〜3時，b=0、c=0，a=〇 時，b=l 〜12、c=0 〜1)。 又，至於聚合性掌性劑（b)，例如可例舉BASF公司生產之 LC756 。 上述聚合性掌性劑（b)之添加量較好的是相對於聚合性 中間原化合物（a)與聚合性掌性劑（b)之總重量1〇〇重量份， 為1〜20重量分左右，3〜7重量份尤佳。螺旋扭力（Ητρ)依 據聚合性中間原化合物（a)與聚合性掌性劑（b)之比例控 制。藉由使上述比例處於上述範圍内，可以所獲得之膽固 醇型液晶薄膜的反射光譜可覆蓋長波長區之方式，選擇反 射帶區。 又，液晶混合物中，通常包含光聚合起始劑（c)。至於光 聚合起始劑（c)，可使用各種物品，並無特別限制。例如， 可例舉汽巴精化有限公司（Ciba Specialty Chemicals Inc)生 95787.doc -32- 200521500 產之 irgaCure184、irgacure907、irgacure369、irgacure651 等。光聚合起始劑之添加量較好的是相對於聚合性中間原 化合物（a)與聚合性掌性劑（b)之總重量1〇〇重量份，為〇 〇1 〜1〇重量份左右，0·05〜5重量份尤佳。 聚合性紫外線吸收劑（d)只要係至少具有1個聚合性官能 基，且具有紫外線吸收功能之化合物便可使用，並無特別 限制。至於該聚合性紫外線吸收劑（d)之具體例，例如可例 舉大琢化學公司製造的RUVA_93、BaSF公司製造的 UVA935LHp聚合性紫外線吸㈣⑷之添加量較好的是 相對於聚合性中間原化合物（£〇與聚合性掌性劑卬）之總重 量1〇〇重量份，為0.01〜10重量份左右，2〜5重量份尤佳。 為擴大所獲得之膽固醇型液晶薄膜的帶區幅度，可於上 述混合物混合紫外線吸收劑，擴大厚度方向上的紫外線曝 光強度差。X，藉由使用莫耳吸光係數大之光反應起始劑， 亦可獲得同樣效果。 上述混合物可作為溶液使用。作為調製溶液時所使用之 溶劑’通常可使用三氯甲烧、二氣甲貌、二氣乙烧、四氣 … 氣乙烯、四氣乙稀、氣笨等函化烴類，紛、對氣 =等盼類，苯、甲苯、二f苯、苯•二曱氧基苯 等芳香族烴類，此外’丙酮、甲基乙基酮、醋酸乙酯、第 三丁醇、甘油、乙二醇、三乙二醇、乙二醇曱醚、二乙二 醇二甲醚、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、2_吡咯酮、n_甲基 各酮比。疋、二乙胺、四氫呋喃、二曱基曱醯胺、二 胺—曱亞碾、乙腈、丁腈、二硫化碳、環戊綱、 95787.doc -33- 200521500 環己酮等。作為所使用之溶劑，雖無特別限制，但較好的 是使用f基乙基酮、環己酮、環戊酮等。溶液濃度由於取 決於熱致性液晶性化合物之溶解性或作為最終目的之膽固 醇型液晶薄膜的膜厚，因此不可—概而言，但通常為3〜5〇 重量％左右便可。 另外，製作間距長度於厚度方向上連續變化之膽固醇型 液晶層時，可使用上述例示之配向基材。配向方法亦可採 用同樣方法。 (直線偏光反射型偏光件（B)) 作為直線偏光反射型偏光件（B)，可例舉栅格型偏光件， 由2種以上具有折射率差之材料形成的2層以上的多層薄膜 疊層體，分光鏡等中所使用的折射率不同之蒸鍍多層薄 膜，由2種以上具有雙折射之材料形成的2層以上的雙^射 層多層薄膜疊㈣，將使用2種以上具有雙折射之樹脂形成 的2層以上樹脂疊層體延伸者，以及藉由於正交之軸方向使 直線偏光反射/透過，加以分離者等。 例如，可使用將以聚萘二酸乙二酯、聚對苯二甲酸乙二 酯、聚碳酸酯為代表之因延伸而產生相位差之材料，或以 聚甲基丙烯酸甲酯為代表的丙烯酸系樹脂、以JSR公司生產 的Arton為代表的降冰片烯系樹脂等相位差表現量較少之 树脂父互形成多層璺層體，並一軸延伸而獲得者。至於直 線偏光反射型偏光件（B)之具體例，可例舉公司生產的 DBEF、日東電工公司生產之pcf等。 直線偏光反射型偏光件（B)之選擇反射波長帶區幅度與 95787.doc -34- 200521500 偏光元件（A)同樣，較好的是2〇〇nm以上，更好的是3〇〇nm 以上，尤其好的是400 nm以上。為覆蓋可視光區，較好的 是具體覆蓋400〜600 nm範圍。為不受入射角影響地覆蓋可 視光區，選擇反射波長對應於入射角將轉移至短波長側， 因此擴展後之選擇反射波長帶較好的是主要延伸設置於長 波長側，但並非僅限於此。 又，偏光元件（A)與直線偏光反射型偏光件（B)，其選擇 反射波長帶區至少包含550 nm，較好的是具有1〇〇 nm以上 之重疊，進而更好的是2〇〇 nm以上，進而3〇〇nm以上尤佳。 (1 /2波長板（c)) 作為1/2波長板（c)，例如可使用將聚萘二酸乙二酯、聚對 苯二甲酸乙二醋、聚碳酸g旨或、以JSR公司生產的如⑽為 代表的降冰片烯系樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙 稀酸甲醋、聚丙烯或此外聚烯烴、聚芳酯、聚醯胺等樹脂 薄膜進行一軸延伸而獲得者，或進行2軸延伸而改善視野角 特性者，或者固定棒狀液晶之向列配向狀態者等。 1/2波長板（〇為具備各種顏色之光學特性，抑制著色，較 好的是於可視光全區大致作為1/2波長板（c)發揮功能之具 有相位差特性之寬帶區波長板。每種波長之相位差值變化 太大τ則母種波長之偏光特性會產生差異，此將影響每 種波長之遮蔽性能，會產生著色現象並可以目視到，因此 並非較好。該1/2波長板（C)將面内折射率最大之方向作為又 軸，將垂直於X軸之方向作為γ軸，且各軸方向上之折射率 作為nx、ny，厚度作為d (nm)時，光源波長帶區（42〇〜 95787.doc -35- 200521500 中’各波長上的正面相位差值：（nx_ny)X(j較好的是於I/〕波 長± 1 0竓以内。較好的是於光源波長帶區内相位差值之變動 較小者，期望其於±7%以内，進而±5%以下更好。 該1/2波長板（C)藉由不同種相位差板之異軸疊層，或控制 取決於分子設計之波長分散特性，可不受入射光之波長的 影響，賦予相當於1/2波長之相位差。 發揮功肖b之波長帶區幅度以寬大為宜，至少當光源之發 光中心波長為冷陰極管時，位於藍=435 nm，綠=545 nm， 紅= 610 nm附近，各輝線具有某程度之半值幅進行發光， 因此期望1/2波長板（〇之特性至少於420 nm〜650 nm左右 之範圍内發揮功能。至於具有此種特性之相位差板原料， 具代表性者為聚乙稀醇，至於分子設計為光學用之材料， 可例舉以JSR公司生產的Arton或日本Zeon公司生產之 ZEONOR為代表的降冰片烯系樹脂薄膜、帝人公司生產之 pureaceWR 等。 又’ 1/2波長板（C)對於斜向入射之光線亦可發揮ι/2波長 板之功能則更佳。由於1 /2波長板之光路長度相對於傾斜入 射光線會增大，因此一般會產生相位差值變化，由原本需 要的相位差值乖離之現象。為防止此現象，1/2波長板（c) 較好的是使用控制厚度方向之相位差，降低相對於角度變 化之相位差變化者。藉此，即使對於斜向入射光線，亦可 賦予與垂直入射光線同等之相位差。

至於厚度方向之相位差值的控制係數，通常透過Nz係數 進行定義。當以面内折射率最大之方向作為X軸，垂直於X 95787.doc -36- 200521500 之方向為γ軸，以薄膜之厚度方向作為z轴，各軸方向之折 射率為 nx、ny、nz 時，Nz係數以 Nz=(nx-nz)/(nx-ny)表示。 為向來自斜方向之入射光線賦予與垂直入射光線同等之相 位差值’較好的是-2·5<Νζ$卜_2<Νζ$〇·5更好。作為此種 進行厚度方向控制之相位差板，具代表性者為日東電工生 產之NRZ薄膜等。另外，若採用專利文獻17中所見方法， 則無法防止斜方向上之次要透過。此係因為表現斜方向上 之相位差與抑制斜方向上相位差增大兩者無法兼得之故。 此處即為本發明之優點所在。 1/2波長板（〇可包含1片相位差板，亦可以獲得所需相位 差之方式將2片以上相位差板疊層使用。1/2波長板之厚 度通常較好的是〇·5〜200 μιη，尤其好的是 (各層之疊層） 本發明之光學元件並非僅僅配置於光路，亦可貼合使 用。此係因為透過率控制係取決於光學元件之偏光特性， 而非表面形狀，因此無需空氣界面之故。 自作業性或光線之使用效率的觀點考慮，上述各層之疊 層較好的是使用接著劑或黏著劑疊層。此時，接著劑或黏 者劑為透明，於可視光區域沒有吸收，自抑制表面反射之 觀點考慮’折身于率較好的是儘量接近於各層t折射率。依 據該觀點，適宜使用例如丙烯酸系、黏著劑等。各層可分別 藉由其他配向膜狀等形成單區域，向透光性基材轉印等方 法’以此疊層’或者亦可不設置接著層等，適當形成配向 膜等進行配向，依次直接形成各層。 95787.doc -37- 200521500 各層及（黏）接著層，可依據需要進而添加粒子，以便調 整擴散私度，賦予等方性散射性，或亦可適當添加紫外線 及收 抗氧化劑、以及界面活性劑等，以達製膜時賦予 平層性之目的。 (聚光背光系統） 於光源（液晶單元之配置面的相反側）較好的是配置有擴 散反射板。以平行光化薄膜反射之光線的主要成分為斜向 入射成分，其以平行光化薄膜正反射，並返回背光方向。_ 此處^月面側之反射板的正反射性較高時，反射角度得 以保存’無法向正面方向射出，而成為損失光。因此，希 望配置擴散反射板，以便不保存反射返回光線之反射角 度’增大向正面方向之散射反射成分。 即使為直下型者光或無機/有機EL元件等擴散面光源，本 發明之聚光特性亦可聚光控制於正面方向。 本發明之光學元件（X)、（Y)與背光光源（L)之間，較好的 疋叹置適當之擴散板（D)。此係因為藉由使斜向入射、反射 _ 之光線於背光導光體附近散射，且部分向垂直入射方向散 射，可提高光線之再利用效率。至於擴散板，除表面凹凸 1狀者以外，亦可採取將不同折射率之微粒子包埋於樹脂 中等方法而獲得。此擴散板可夾於光學元件（X)、（Y)與背 光之間，亦可貼合於光學元件（X)、（Y)。 將貼合有光學元件（X)、（Y)之液晶單元（LC)靠近背光附 近配置時，於薄膜表面與背光之縫隙間，可能產生牛頓環， 而藉由於本發明之光學元件（x)、（Y)之導光板側表面配置 95787.doc -38 - 200521500 具有表面凹凸之擴散板，可控制牛頓環之產生。又，於本 發明之光學元件（X)、（γ)之表面本身形成兼具凹凸構造與 光擴散構造之層亦可。 (液晶顯示裝置） 上述光學元件（X)、（Y)可適當適用於在液晶單元（LC)之 兩側配置有偏光板（P)之液晶顯示裝置，上述光學元件、 (Y)可適用於液晶單元之光源側面的偏光板（p)側。圖丨3、圖 14係於直線偏光反射型偏光件（B)疊層有偏光板（p)者。上述 光學元件（X)、（Y)以偏光元件（A)位於光源側之方式配置。 圖16至圖19例示液晶顯示裝置。於圖16至圖19中，例示 使用光學元件（Y)之情形。其中，不僅表示光源⑺），亦表示 有反射板（RF)。圖16係使用直下型背光（L)作為光源（L)之情 形。圖17係於導光板（s)使用側燈型光源（L)之情形。圖18 係使用面狀光源（L)之情形。圖19係使用稜鏡片之情形。 於與上述平行光化後之背光組合的液晶顯示裝置，藉由 將不具有後方散射、偏光消減之擴散板疊層於液晶單元目 視側，可擴散正面附近之具有良好顯示特性的光線，於全 視野角内獲得均一、良好的顯示特性，藉此可實現視野角 擴大化。 此處所使用之視野角擴大薄膜係使用實質性不具有後方 散射之擴散板。擴散板可設置作為擴散黏著材。配置場所 為液晶顯示裝置之目視側，但偏光板上下均可使用。其中， 為防止像素之滲透等影響，或因些微殘留之後方散射而產 生的對比度下降，較好的是於偏光板〜液晶單元間等，盡 95787.doc -39- 200521500 可斯1罪近單70之層設置。又，此時希望使用實質性不消除 偏光之薄膜。例如，可使用日本專利特開細㈣例％號公 報、日本專利特開2〇〇〇_347〇〇7公報所揭示之微粒子分散型 擴散板。 田視野角擴大薄膜位於偏光板之外側時，平行光化之光 線將牙透直至液晶層_偏光板，因此使用tn液晶單元時，無 ^特別使用視野角補償相位差板。當使用stn液晶單: k ’使用僅正面特性得到良好補償之相位差薄膜即可。此 時，由於視野角擴大薄膜具有空氣表面，因此亦可採用由 表面开> 狀而產生折射效果之類型。 另者，當於偏光板與液晶層間插入視野角擴大薄膜時， 於透過偏光板之階段成為擴散光線。使用TN液晶時，偏光 件本身之視野角特性需要補償。此時，需要將補償偏光件 之視野角特性的相位差板插入於偏光件與視野角擴大薄膜 之間。使用STN液晶時，除STN液晶之正面相位差補償之 外，還需要插入補償偏光件之視野角特性的相位差板。 如先前已存在之微透鏡陣列薄膜或全息薄膜，當視野角 擴大薄膜内部具有規則性構造體時，則與液晶顯示裝置之 黑色矩陣或先前之背光平行光化系統所具有的微透鏡陣列 /稜鏡陣列/透氣窗/微鏡陣列等微細構造干擾，容易產生疊 紋。然而，本發明中的平行光化薄膜於面内，看不出規則 性構造，出射光線無規則性調變，因此無需考慮與視野角 擴大薄膜間的相性或配置順序。因此，只要視野角擴大薄 膜與液晶顯示裝置之像素黑色矩陣不產生干擾/疊紋便 95787.doc -40- 200521500 可，並無特別限制，選擇面較廣。 於本發明中，作為視野角擴大薄膜，可使用實質性不存 在後方散射，不消減偏光，如日本專利特開2000-347006號 公報、日本專利特開2〇〇〇_347〇〇7號公報中揭示之光散射 板，且務化度為8〇%〜9〇%者。另外，全息薄片、微稜鏡陣 列、微透鏡陣列等，即使内部具有規則性構造，只要與液 晶顯示裝置之像素黑色矩陣不形成干擾/疊紋，便可使用。 此種一次聚光機構較好的是於距離法線方向±6〇度以内進 行聚光者，進而於±50度以内聚光者更好。 (其他材料） 另外，於液晶顯示裝置中，依據常規，可適當使用各種 光學層等進行製作。 偏光板通常使用於偏光件之單侧或兩側具有保護薄膜 者0 偏光件並無特別限制，可使用各種物品。至於偏光件， 例何例舉於聚乙烯醇系薄膜、部分縮甲㈣之聚乙稀醇 系/專膜〔烯/醋酸乙烯共聚物系部分驗化薄膜等親水性高 分子薄膜上吸附碘或二色性染料等二色性物質，並一軸延 伸者*乙烯醇之脫水處理物或聚氣乙烯之脫鹽酸處理物 等多烯系配向薄膜等。於此等之中，較好的是使用包含聚 乙稀醇系薄膜與蛾等二色性物質的偏光件。此等偏光件之 厚度並無特別限制，通常為5〜8〇 左右。 :聚乙稀醇系薄膜以峨染色並—轴延伸之偏光件，例如 可錯由將聚乙烯醇浸泡於峨溶液中進行染色，並延伸為原 95787.doc *41 - 200521500 長度之3〜7倍之方法製作。依據需要亦可浸泡於碘化鉀等 水溶液中，該水溶液可包含硼酸或硫酸鋅、氣化鋅等。進 而，可依據需要，於染色之前，將聚乙烯醇系薄膜浸泡於 水中進行水洗。藉由將聚乙烯醇系薄膜進行水洗，可清洗 聚乙烯醇系薄膜表面之污潰或抗黏劑，此外通過使聚乙烯 醇系薄膜膨潤，亦具有防止染色之斑塊等不均一性的效 果。延伸於使用碘染色之後進行亦可，亦可染色並延伸， 亦可延伸後使用碘染色。亦可於硼酸或碘化鉀等水溶液中 或水浴中延伸。 ®取兩面之透明保護薄 至於形成設置於上述偏光件 膜的材料，較好的是具有優良之透明性、機械強度、熱穩 定性、水分遮斷性、等方性等者。例如，可例舉聚對苯2 甲酸乙二酯或聚萘二酸乙二酯等聚酯系聚合物，二醋酸纖 維素或三醋酸纖維素等纖維素系聚合物，聚甲基丙^酸甲 酯等丙烯酸系聚合物，聚苯乙烯或丙烯腈.苯乙烯共聚物 (AS樹脂）等苯乙烯系聚合物，聚碳酸酯系聚合物等。又， 可例舉聚乙烯、聚丙烯、具有環系乃至陁、士 u ^ 于乃主降冰片烯構造之聚 烯烴、如乙烯·丙烯共聚物般之聚烯烴系聚合物、氣乙烯系 聚合物、尼龍或芳香族聚醯胺等醯胺系取八^ 女糸來合物、醯亞胺系 聚合物、石風糸聚合物、聚鱗石風系聚人物 ： Κ σ物聚醚醚酮系聚合 物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏氯乙烯系聚 合物、乙烯醇縮丁醛系聚合物、芳酯系取人& 曰糸來合物、聚氧化甲 烯系聚合物、環氧系聚合物' 或者上述聚合物之摻合物等 形成上述透明保護薄膜之聚合物。透明仅# — 逍明保4薄膜亦可作為 95787.doc -42- 200521500 丙烯酸系、胺基甲酸酯系、丙烯酸胺基甲酸酯系、環氧系、 聚矽氧系等熱固化型、紫外線固化型之樹脂的固化層而形 成。 又，可例舉日本專利特開2001-343529號公報 (WOO 1/37007)中揭示之聚合物薄膜，例如含有於（a)側鏈具 有取代及/或非取代酸亞胺基之熱可塑性樹脂，及於（B)側鏈 具有取代及/或非取代苯基及腈基之熱可塑性樹脂的樹脂 組合物。具體可例舉含有包含異丁烯與N-甲基順丁烯二醯 亞胺之交互共聚物，與丙烯腈•苯乙烯共聚物的樹脂組合 物薄膜。薄膜可使用包含樹脂組合物之混合擠壓品等之薄 膜。 保護薄膜之厚度可適當決定，但自強度或操作性等作業 f生、薄層性寻觀點考慮’ 一般為1〜5〇〇 左右。尤其好的 是 1〜300 μηι，5〜200 μηι更好。 又’保護薄膜較好的是儘量沒有著色。因此，較好的是 使用滿足以Rth=[(nx+ny)/2-nz] · d其中nx、ny為薄膜平面 内之主折射率，nz為薄膜厚度方向之折射率，d為薄膜厚度） 表示之溥膜厚度方向上之相位差值為_9〇 nm〜+75 nm之保 護薄膜。藉由使用該厚度方向之相位差值（以…為-⑽〜 + 75 nm者，可大致解除因保護薄膜而產生之偏光板的著色 (光學性著色）。厚度方向相位差值（Rth)進而為_8〇 〜+ 60 nm ’尤其為-70 nm〜+ 45 nm為佳。 作為保護薄膜，自偏光特性或耐久性等觀點考慮，較好 的是三醋酸纖維素等纖維素系聚合物。尤其適合的是三醋 95787.doc -43- 200521500 酸纖維素薄膜。另外，於偏光件之兩側設置保護薄膜時， 可表裏使用包合相同聚合物材料之保護薄膜，亦可使用包 ，不同w物材料之保護薄膜。上述偏光件與保護薄膜通 系介以水糸黏著劑等而緊褒接 …予叨冢在接者。至於水系接著劑，可例 舉異氰酸酯系接著齋丨、¥ r+ ^ Mj承乙烯知糸接者劑、明膠系接著劑、 乙細糸乳膠系、水牵平賊：其田分 八糸來胺基甲酸酯、水系聚酯等。 於上述透明保護薄膜之夫^ 、 文辟胰又禾接者偏先件之面上，可實施硬 塗層或防反射處理、#、田，、，^ β

戈用以防黏附、擴散乃至防炫光之處 理。 硬塗層處理係以防止偏光板表面受傷等為目的而實施 者例士可抓用將丙婦酸系、聚石夕氧系等適當紫外線固化 型樹月旨所形成之硬度或光滑特性等優異的固化皮膜附加於 透明保護薄模之表面的方法等而形成。防反射處理係以防 止：光板表面反射外部光線為目的而實施者，可藉由形成 先則規格之反射防士胺榮 . 、 Τ防止膜寻而貫現。又，防黏附處理之目的 疋為防止相鄰層之密著。 又’貫施防炫光處理之目的係為防止由於偏光板表面反 射外部光線，從而妨礙偏光板透過光線之觀察等，例如， 可採用透過噴⑪方式或壓印加卫方式而達成之粗面化方式 或透月微粒子之添加方式等適當方式，於透明保護薄膜之 表面賦予微細凹凸構造而形成。至於上述表面微細凹凸構 4之I成中所包3的微粒子，例如可使用平均粒徑為Ο:〜 50 μιη之包含二氧化石夕、氧化銘、二氧化鈦、氧化錯、氧化 錫、乳化铜、氧化編、氧化料具有導電性之無機系微粒 95787.doc -44- 200521500 子’包含交聯或未交聯之聚合物等之有機系微粒子等透明 微粒子。形成表面微細凹凸構造時，微粒子之使用量相對 於形成表面微細凹凸構造之透明樹脂丨00重量份，通常為2 〜50重里份左右，較好的是5〜25重量份。防炫光層可為兼 具用以擴散偏光板透過光擴大視角等之擴散層（視角擴大 功能等）者。 另外，上述防反射層、防黏付層、擴散層或防炫光層等 既可設置於透明保護薄膜本身上，亦可另外作為光學層， 作為與透明保護薄膜相異者而另行設置。 又，可將相位差板作為視角補償薄膜，疊層於偏光板後， 作為廣視野角偏光板使用。視角補償薄膜係用以擴大視野 角之薄膜g不疋以垂直於畫面方向，而是略微傾斜觀察 液晶顯示裝置之畫面時，亦可比較鮮明地欣賞圖像。上述 相位差板根據使用目的，可使用適當之1/4波長板、1/2波長 板。此等材料可使用以與1/2波長板（c)㈣之材料控制相位 差者。 作為此種視角補償相位差板，另外，亦可使用二轴延伸 處理或於正交之兩方向實施延伸處理之具有雙折射的薄 膜’以及如傾斜配向薄膜般之兩方向延伸薄膜等。至於傾 斜配向薄膜，例如可例舉將熱收縮膜接著於聚合物薄膜， 於加熱產生之收縮力的作用下，對聚合物薄膜進行延伸處 理或/及收縮處理者，或使液晶聚合物傾斜配向者等。視角 補償薄膜可適當組合，以達防止基於液晶單元之相位差而 產生因觀察角度之變化而著色等現象或擴大視野效果好之 95787.doc -45- 200521500 視野角的目的。 又’自達成視野效果佳且寬視野角之觀點等考慮，較好 的是使用以三錯酸纖維素薄膜支持包含液晶聚合物之配向 層’尤其是包含圓盤型液晶聚合物之傾斜配向層的光學里 方性層之光學補償相位差板。 、 除上述之外，實際使用時，對於叠層之光學層並無特別 限定，例如可使用層以上用於形成反射板或半透過 板等液晶顯示裝置等的光學層。尤其是於橢圓偏光板或圓 偏光板，進而疊層反射板或半透過反射板而形成的反射型 偏光板或半透過型偏光板。 反射型偏光板係於偏光板設置反射層者，用㈣成將來 自觀察側(顯示側)之入射光反射’並加以顯示之類型的液晶 顯示裝置等’可省略内置背光等光源，具有容易實現液晶 顯不裝置薄型化等優點。反射型偏光板之形成可依據需 要，採用適當方式進行，如介以透明保護層等，於偏光板 之一面上附設包含金屬等之反射層之方式等。 至於反射型偏光板之具體例，可例舉，依據需要於實施 消光處理之保護薄膜的一面上，附設包含鋁等反射性金屬 之箔或蒸鍍膜，而形成反射層者等。又，可例舉使上述保 護薄膜含有微粒子’成為表面微細凹凸構造，並於其上具 有微細凹凸構造之反射層者等。上述微細凹凸構造之反射 層具有可藉由亂反射使入射光擴散，防止指向性或產生刺 眼光芒之外表，抑制明暗斑塊之優點等。又，含有微粒子 之保護薄膜亦於入射光及其反射光透過保護薄膜時，得以 95787.doc -46- 200521500 擴散，從而進一步抑制明暗斑塊之優點等。反映保護薄膜 之表面微細凹凸構造的微細凹凸構造之反射層的形成，例 如可採用真空蒸鍍方式、離子披覆方式、濺鍍方式等蒸鍍 方式或電鑛方式等適當方式，將金屬直接附設於透明保護 層之表面，以此等方式進行。 反射板亦可不採用直接賦予於上述偏光板之保護薄膜上 的方法，而作為反射薄片等加以使用，其係於以該透明薄 膜為基準之適當薄膜上設置反射層而形成者。另外，由於 通常反射層包含金屬，因此其反射面由保護薄膜或偏光板 等覆盍之使用形態，可防止因氧化而產生反射率降低，並 且具有可長期持續初期反射率，或避免另外附設保護層之 優點％’因此更加適合使用。 另外，半透過型偏光板如上所述，可藉由作為於反射層 將光線反射，且透過之半反射鏡等半透過型之反射層而獲 得。半透過型偏光板通常設置於液晶單元之裏側，其所形 成之液晶顯示裝置等，於較明亮之環境中使用時，係將來 自觀察側（顯示側）之入射光反射而顯示圖像，於較暗之環境 下，則是使用内置於半透過型偏光板之後側的背光等内置 光源顯示圖像。即，半透過型偏光板可用於形成以下類型 的液晶顯示裝置等，即，於明亮環境下，可節約使用背光 等光源之能量，於較暗之環境下，可透過使用内置光源加 以使用。 又，偏光板如上述偏光分離型之偏光板，可包含將偏光 板與2層或3層以上之光學層疊層而形成者。因此，亦可為 95787.doc -47- 200521500 將上述反射型偏光板或半透過型偏光板與相位差板組合之 反射型橢圓偏光板或半透過型橢圓偏光板等。 上述擴圓偏光板或反射型橢圓偏光板係偏光板或反射型 偏光板與相位差板適當組合並疊層者。該橢圓偏光板等可 以（反射型）偏光板與相位差板組合之方式，藉由於液晶顯示 裝置之製造過程中將彼等依次各個疊層而形成，但預先疊 層，作為橢圓偏光板等光學薄膜者具有優異之品質穩定= 或a：層作業性等，具有能夠提高液晶顯示裝置等製造效率 之優點。 本發明之光學元件亦可設置黏著層或接著層。黏著層除 可用於與液晶單元之貼合之外，亦可用於光學層之疊層。 於上述光學薄膜之接著時，彼等光學軸可對應於所需之相 差特性等，適當配置角度。 接著劑或黏著劑並無特別限制。例如，可適當選擇使用 乂丙烯m合物、聚矽氧系聚合物、聚酯、聚胺基甲酸 S:、一來、聚乙烯醚、醋酸乙烯/氯乙烯共聚物、改性聚 烯l %氧系、氟系、天然橡膠、合成橡膠等橡膠系等聚 物為基礎《合物者。尤其適合使用具有優良光學性透明 性，適度濕潤性與凝結性及接著性之黏著特性，以及優異 持久性或耐熱性等者。 /述接著劑或黏著劑中可含有對應於基礎聚合物之交聯 ' 接著蜊中，例如可含有天然物或合成物之樹脂類， 2其可包含黏著性料樹脂、或包含玻璃 纖維、玻璃珠、 屬氣、其他無機粉末等之填充劑或顏料、著色劑、抗氧 95787.doc -48- 200521500 化劑等添加劑。又，t π &人士I,， ^ 又亦可為含有微粒子，具有光擴散性之 接著劑層等。 八，者劑或黏著劑通常是將基礎聚合物或其組合物溶解或 分散於溶劑之中，作為接著劑溶液使用，其固形分濃度為 10〜5 0重晋。/ — 士 广 又 ^ * a里/〇左右。至於溶劑，可對應於甲笨或醋酸乙酯 等有機a劑或水等接著劑種類，適當選擇使用。 钻著層或接著層可作為不同組成或種類者的重疊層，設 ;偏光板或光學薄膜之一面或雙面。毒占著層之厚度可依 據使用目的或接著力等適當決定，通常〜·㈣，較好 的疋5〜200 _，10〜100 μιη尤佳。 相對於㈣層等之露出面，臨時安裝有隔板加以覆蓋， 以便:實際使用之前，防止污染等。藉此，可防止通常使 用狀‘%下’與黏著層之接觸。作為隔板，除上述厚度條件 ，外，可使用先前所通常使用者，例如，將塑料薄膜、橡 膠片紙、布、不織布、網、泡珠薄片或金屬膜、彼等之 層壓體等適宜之薄）：{艘 奋 ㈣需要使用Μ氧系或長鏡烧 基糸、Μ或硫化㈣適t剝㈣進行塗布處理者等。 另外，於本發明中，上^學元件等及黏著層等各層可 猎由使用例如水揚酸醋系化合物或二苯甲酮系化合物、苯 系化合㈣氰基㈣㈣系化合物、錄絡鹽系化合 物等紫外線吸收劑進行處理方式 收能 …專，使其具有紫外線吸 [實施例] 以下例舉實施例及比較例，具體說明本發明，但此等實 95787.doc -49- 200521500 轭例對於本發明並無任何限制。各測定如下。 (反射波長帶區”使用分光光度計（大塚電子株式會社生 產’瞬間多測光系統，MCPD_2000)測定反射光譜，作為反 射率為取大反射率之二分之一的反射波長帶區。 (失真率）：為評估偏光元件之失真率，使用瞬間多測光 计（大塚電子株式會社生產MCPD-2000)測量樣品之透過光 Πθ投射自然光，分別對於垂直於投射光設置樣品（測量來 自正面之出射光）之情形，以及距離垂直方向00。傾斜設置 樣品（測量60。出射光）之情形，將透過彼等之光線的狀態， 藉由配置於出射側之偏光板測量，測定每隔1〇度順次旋轉 偏光板時之透過光譜。偏光板係使用西格瑪（sigma)光器 生產之格拉姆湯姆森稜鏡偏光件（消光比〇.〇〇〇〇1以下）。失 真率由以下公式計算。失真率=最小透過率/最大透過率。 (相位差）··波長板之相位差係將面内折射率最大之方向 作為X軸、垂直於X軸之方向作為丫軸、薄膜厚度方向作為z 軸’各軸方向的折射率設為nx、ny、nz，使用自動雙折射 測疋裝置（王子計測機器株式會社生產，自動雙折射計 KOBRA21ADH)測量 550 nm 之折射率 nx、ny、nz。自厚度 d(nm) 計算正面相位差：（nx-ny)xd。又，算出Nz係數。 光源裝置（擴散光源）係使用HAKUBA生產之光台 KLV7000。其他測量器具使用霧化測定（村上色彩生產，霧 化測量器HM150)、透過反射之分光特性（日立製作所，分光 光度計U4100)、偏光板之特性（村上色彩生產，Dqt3)、亮 度測量（拓普康生產’亮度計BM7)、亮度、色調之角度分佈 95787.doc -50- 200521500 計測器（ELDIM生產，Ez-Contrast)、紫外線照射器（USHIO 電機生產，UVC321AM1)。 實施例1 (偏光元件（A)) 基於歐洲專利申請公開第0834754號說明書，製作選擇反 身十中心波長為 460 nm、5 10 nm、580 nm、660 nm、800 nm 之5種膽固醇型液晶聚合物。 膽固醇型液晶聚合物係藉由將以下列化2 : [化2]

CN

CHji^CHCOjCHgCeaO 表示之聚合性向列液晶單體A，與以下列化3 : [化3]

OCNH—C

表示之聚合性掌性劑B，按照以下比例（重量比） 選擇反射中心波長：單體A/掌性劑B (添加比）：選擇反射 波長帶區（nm) 460 nm:9.2/l:430〜490 nm 510 nm:10.7/l:480〜550 nm 580 nm:12.8/1:540〜620 nm 660 nm:14.9/l:620〜810 nm 95787.doc -51 - 200521500 800 nm:17/l:700〜900 nm 添加，並將添加形成之液晶混合物聚合製作而成。 上述液晶混合物分別溶解於四氫呋喃，形成33重量％溶 液後，於6(TC環境下進行氮清潔，並添加反應起始劑（偶氮 二異丁腈，相對於上述混合物為〇·5重量％)，進行聚合處 理。所獲得之聚合物使用二乙醚再次沉澱分離，加以精製。 將上述膽固醇型液晶聚合物溶解於二氣甲烷，調製成為 10重量％之溶液。使用線錠將該溶液塗布於配向基材上， 使其乾燥時之厚度為大約1.5 μηι。至於配向基材，使用75 μιη厚之聚對苯二曱酸乙二酯（ΡΕΤ)薄膜，於其表面塗布聚醯 亞胺配向膜大約0·1 μιη，並以人造絲製之摩擦布進行摩擦 處理者。塗布後，於14(TC下乾燥15分鐘。此加熱處理結束 後，於室溫下使液晶冷卻固定，獲得薄膜。 於所獲得之液晶薄膜上採用同樣步驟，重複塗布各種顏 色，並自長波長側向短波長側依次進行疊層。藉此，可獲 得自短波長側依次疊層5層各液晶層之大約8 μιη厚的膽固 醇型液晶之疊層體。所獲得之膽固醇型液晶之疊層體自ΡΕΤ 基材剝離後使用。所獲得之膽固醇型液晶的疊層體為430 nm〜90〇nm，具有選擇反射功能。此作為偏光元件（八^丨）。 偏光元件（A1-1)於正面方向上之失真率為大約〇·55，傾斜 60方向上之失真率為大約0〇5。透過偏光元件（八^)之出 射光中入射角度較大者為直線偏光，該直線偏光於實質上 與偏光元件面之法線方向（正面）相正交的方向具有偏光軸。 (直線偏光反射型偏光件（B)) 95787.doc -52- 200521500 使用3M公司生產之DBEF。 (光學元件（X)) 如圖11所示，按照偏光元件（A1-1)、直線偏光反射型偏 光件（B)之順序，使用曰東電工生產之丙烯酸系黏著材 (N0.7):厚度20 μπι進行疊層，獲得光學元件（XI)。 (特性評價） 將偏光元件（Α1-1)置於下側，將上述光學元件（XI)配置於 擴散光源上，進行出射光測量。結果如圖20所示。於直線 偏光反射型偏光件（Β)之反射軸方位上具有聚光特性。聚光 半值幅為±3 2 °，深角度之透過得以抑制。 實施例2 (1/2波長板（〇) 使用曰東電工生產之聚碳酸酯製之相位差薄膜（TR薄 膜）。正面相位差值為270 nm，Nz=大約1.0，厚度35 μπι， 430 nm時之相位差值為大約+8%，650 nm時之相位差值為 大約-5%。 (光學元件（X)) 偏光元件（A1-1)、直線偏光反射型偏光件（B)使用與實施 例1同樣者。如圖12所示，按照偏光元件（A1-1)、i/2波長板 (C)、以及直線偏光反射型偏光件（B)之順序，使用日東電工 生產之丙烯酸系黏著劑（Ν〇·7):厚度20 μιη進行疊層，獲得 光學το件（Υ1)。此時，使直線偏光反射型偏光件之偏光 透過軸與1/2波長板（〇之慢軸所形成之角度為225。。 (特性評價） 95787.doc -53- 200521500 將上述光學元件（Y 1)配置於擴散光源上，進行出射光測 量。結果如圖21所示。相對於直線偏光反射型偏光件@)之 偏光透過軸，45°方位縮小為半值幅±40度左右。此時，直 線偏光反射型偏光件（B)之透過軸方位自χ軸偏移45度，與 貫施例1相比’可偏離全反射之方位角4 5度。 實施例3 於由實施例2所獲得之光學元件（γι)之直線偏光反射型 偏光件（Β)側，如圖14所示，以軸角度平行之方式配置偏光 板（Ρ) ’並使用日東電工生產之丙烯酸系黏著材（Ν〇·7):厚 度20 μηι，進行貼合。至於偏光板（ρ)，使用日東電工製之 NPF-TEG1465DU。 (特性評價） 將上述帶偏光板（Ρ)之光學元件（Υ1)配置於擴散光源上， 進行出射光測量。結果如圖22所示。結果發現即使於帶有 偏光板之狀態下，亦與上述實施例2同樣，可作為正面方向 上出射光強度高、斜方向上被遮光之光學元件發揮功能。 實施例4 自夏普生產之TFT液晶顯示裝置（型號lq1〇D362/i〇.4/ TFT)將下側偏光板剝離去除後，於與該偏光板（1>)之偏光軸 方向一致的方向上，將由上述實施例3獲得之帶偏光板（p) 之光學元件（Y1)貼合於其上。進而除去原先配置於背光導 光體與液晶單元之間的2片稜鏡。概略如圖17所示。 (特性評價） 對上述液晶顯示裝置之出射光進行測量。結果如圖23所 95787.doc -54- 200521500 毛現即使於帶有液晶顯示裝置之狀態下 小

'一〜，，八也广，刃、興上述I 轭例3同樣，可作為正 遮光之光學元件發揮功能 實施例5 J上出射先強度鬲、斜方向上被 除未除去實施例4中之2片稜镑之冰甘a t — 一 τ 乃稷鏡之外，其他與實施例4之液 晶顯不裝置同樣。概略如圖19所示。 (特性評價） 對上述液晶顯示裝置之出射光進行測量。結果如圖％所 示。發現即使於帶有稜鏡之狀態下，亦與上述實施例州 樣’可作為正面方向上出射光強度高、斜方向上被遮光之 光學元件發揮功能。 實施例6 (偏光元件（A)) 於[化4] 0

所表示之光聚合性中間原化合物（聚合性向列型液晶單 體）96重量份及聚合性掌性劑（BASF公司生產乙。756) 4重量 份以及溶劑（甲基乙基酮）調製添加之溶液中，添加相對於固 形分5重量％之光聚合起始劑（汽巴精化有限公司生產， irgaCurel84)，調製成為塗布液（固形分含有量2〇重量％)。 將該塗布液澆於延伸PET薄膜（配向基材）上，於8〇°c下乾燥 大約2分鐘後’層壓另一方之pet基材。繼而，於i2(rc下加 95787.doc -55- 200521500 熱，並且以3 mW/cm2照射紫外線5分鐘，獲得膽固醇型液晶 層。使用異氰酸酯系接著劑，於一方之PET基材面轉印其他 基材，再除去其中一方之ΡβΤ基材。所獲得之膽固醇型液晶 層厚度為9 μιη，選擇反射帶區為43〇 nm〜860 nm。 間距長度藉由剖面TEM照片測定。膽固醇間距大致於厚 度方向上連續變化。此作為偏光元件（A丨-2)。 偏光元件（A1 -2)於正面方向上之失真率為大約〇·99，傾斜 60方向上之失真率為大約〇1〇。透過偏光元件（八卜幻之出 射光中入射角度較大者為直線偏光，該直線偏光於實質上 與偏光元件面之法線方向（正面）相正交的方向上具有偏光 轴。 (光學元件（X)) 使用實施例1中之偏光元件（A1_1}，而使用偏光元件 (A 1 -2) ’除此之外與實施例i相同，從而獲得光學元件（χ2)。 (特性評價） 上述光學元件（Χ2)配置於擴散光源上，進行出射光測 里。結果與實施例1大致相同。 實施例7 (偏光元件（Α)) 於上述化4所表示之光聚合性中間原化合物（聚合性向列 型液晶單體）96重量份及聚合性掌性劑（BASF公司生產 LC756)4重量份以及溶劑（環戊酮）調製添加之溶液中，添加 相對於固形分〇·5重量％之光聚合起始劑（汽巴精化有限公 司生產，irgacure907)，調製成為塗布液（固形分含有量3〇 95787.doc -56- 200521500 重量％)。使用線錠將該塗布液以乾燥後之厚度為7 μηι之方 式澆於延伸PET薄膜（配向基材）上，並於100°C下將溶劑乾 燥2分鐘。於40°C之空氣環境下，以40 mW/cm2之強度，自 PET側向所獲得之膜，進行1.2秒第1UV照射。繼續於空氣 環境下，以3°C/秒之升溫速度升溫至90°C，並以4 mW/cm2 之強度進行60秒鐘第2UV照射。繼而，於氮氣體環境下， 以60 mW/cm2之強度，自PET側進行10秒鐘第3UV照射，藉 此獲得選擇反射帶區為425〜900 nm之膽固醇型液晶層。 籲 間距長度藉由剖面TEM照片測定。膽固醇間距大致於厚 度方向上連續變化。此作為偏光元件（A1_3)。 偏光元件（A1-3)於正面方向上之失真率大約為〇·99，傾斜 60°方向上之失真率大約為0·04。透過偏光元件（Α1_3)之出 射光中入射角度較大者為直線偏光，該直線偏光於實質上 與偏光元件面之法線方向（正面）相正交的方向具有偏光軸。 (光學元件（X)) 不使用實施例1中之偏光元件（Α1_υ，而使用偏光元件馨 (Α1-3)，除此之外與實施例i相同’從而獲得光學元件（χ3)。 (特性評價） 將上述光學元件（Χ3)配置於擴散光源上，進行出射光測 量。結果與實施例1大致相同。 實施例8 (偏光元件（Α)) 調整添加上述化4所表示之光聚合性中間原化合物（聚合 性向列型液晶單體）96重量份及聚合性掌性_心公司 95787.doc -57- 200521500 生產LC756) 4重量份以及溶劑（環戊酮），以使選擇反射中心 波長為5 5 0 nm，於調製之溶液中，添加相對於固形分3重量 °/〇之光聚合起始劑（汽巴精化有限公司生產，irgacure907)， 調製成為塗布液（固形分含有量30重量％)。使用線錠將該塗 布液以乾燥後之厚度為6 μιη之方式澆於延伸PET薄膜（配向 基材）上，並於100°C下將溶劑乾燥2分鐘。於40°C之空氣環 境下，以50 mW/cm2之強度，自PET側向所獲得之膜，進行 1秒第1UV照射。之後，於無UV照射之狀態下，於90°C下加 熱1分鐘（此時選擇反射帶區為420〜650 nm)。繼而，於90 °C之空氣環境下，以5 mW/cm2強度進行60秒鐘第2UV照射 (此時之選擇反射帶區為420〜900 nm)。繼而，於氮氣體環 境下，以80 mW/cm2之強度，自PET側進行30秒鐘第3UV照 射，藉此獲得選擇反射帶區為425〜900 nm之膽固醇型液晶 層。 間距長度藉由剖面TEM照片測定。膽固醇間距大致於厚 度方向上連續變化。此作為偏光元件（A1-4)。 偏光元件（A1-4)於正面方向上之失真率大約為0.99，傾斜 60°方向上之失真率大約為0.04。透過偏光元件（A1-4)之出 射光中入射角度較大者為直線偏光，該直線偏光於實質上 與偏光元件面之法線方向（正面）相正交的方向具有偏光軸。 (光學元件（X)) 不使用實施例1中之偏光元件（A1-1)，而使用偏光元件 (A1-4)，除此之外與實施例1相同，從而獲得光學元件（X4)。 (特性評價） 95787.doc -58- 200521500 將上述光學元件（X4)配置於擴散光源上，進行出射光測 量。結果與實施例1大致相同。 實施例9 (偏光元件（A)) 基於歐洲專利申請公開第0834754號說明書，製作出選擇 反身于中心波長為 410 nm、460 nm、5 10 nm、580 nm、660 nm、 750 nm、850 nm之7種膽固醇型液晶聚合物。 膽固醇型液晶聚合物係將實施例1中所使用之聚合性向 列型液晶單體A與聚合性掌性劑B，按照以下比例（重量比） 選擇反射中心波長：單體A/掌性劑B (添加比）：選擇反射 波長帶區（nm) 410 nm:8.5/l :380~ 440 nm 460 nm:9.2/l:430〜490 nm 510 nm:10.7/1:480- 550 nm 580 nm: 12.8/1:540~ 620 nm 660 nm:14.9/l:620〜810 nm 800 nm: 17/1:700~ 900 nm 850 nm:20/l:800〜1000 nm 添加，並將添加形成之液晶混合物聚合製作而成。 上述液晶混合物分別溶解於四氫呋喃，形成33重量％溶 液後，於60°C環境下進行氮清潔，並添加反應起始劑（偶氮 二異丁腈，相對於上述混合物為0.5重量％)，進行聚合處 理。所獲得之聚合物使用二乙醚再次沉澱分離，加以精製。 將上述膽固醇型液晶聚合物溶解於二氯甲烷，調製成為 95787.doc -59- 200521500 l 〇重置％之溶液。使用線錠將該溶液塗布於配向基材上， 使其乾燥時之厚度大約為1.5 μηι。至於配向基材，使用75 μιη厚之聚對苯二甲酸乙二酯（ΡΕΤ)薄膜，於其表面塗布聚醯 亞胺配向膜大約0.1 μιη，並以人造絲製之摩擦布進行摩擦 處理者。塗布後，於峨下乾燥15分鐘。此加熱處理結： 後，於室溫下使液晶冷卻固定，獲得薄膜。 於所獲知之液晶薄膜上採用同樣步驟，重複塗布各種顏 色，亚自長波長側向短波長側依次進行疊層。藉此，可獲 得自短波長側依次疊層7層各液晶層之大約8 μηχ厚的膽固 醇型液晶之疊層體。所獲得之膽固醇型液晶之疊層體自ρΕτ 基材剝離後使用。所獲得之膽固醇型液晶的疊層體為38〇 nm 1000 nm’具有選擇反射功能。此作為偏光元件（Α^)。 偏光兀件（A2-1)於正面方向上之失真率大約為〇95，傾斜 30方向上之失真率大約為〇 25，傾斜6〇。方向上之失真率 大、、’勺為0.10。透過偏光元件（A2-1)之出射光中入射角度較大 者為直線偏光，該直線偏光於實質上與偏光元件面之法線 _ 方向（正面）相平行的方向具有偏光軸。 (直線偏光反射型偏光件（B)) 使用3M公司生產之DBEF。 (光學元件（X)) 如圖11所示，按照偏光元件（Α2β1)、直線偏光反射型偏 光件（Β)之順序’使用曰東電工生產之丙烯酸系黏著劑 (Ν〇·7):厚度20 ^^進行疊層，獲得光學元件（Χ2)。 (特性評價） 95787.doc -60- 200521500 使偏光元件（A2-1)位於下側，使上述光學元件（X2)配置於 擴散光源上，進行出射光測量。結果如圖25所示。於直線 偏光反射型偏光件（B)之反射軸方位上具有聚光特性。聚光 半值幅為±39 °，深角度之透過得以抑制。 比較例1 將實施例1中所使用之偏光元件（A-1)配置於擴散光源 上，進行出射光測量。結果如圖26所示。於上下左右方向 上未聚光。 比較例2 將相位差層貼合於實施例1中所使用之偏光元件（A-1)， 進而獲得將偏光元件（A-1)貼合於旋光鏡之光學元件。將曰 東電工生產之丙烯酸系黏著材N0.7 (厚度25 μηι)用於貼 合，各直線偏光反射型偏光件（Β)之偏光透過軸大致平行。 上述相位差層以如下之方法製作。將液晶單體（BASF公 司生產，LC242)、掌性劑（BASF公司生產，LC756)、聚合 起始劑（汽巴精化有限公司生產，irgacure907)以 LC242/LC756/irgacure907之重量比為88/11/3之方式溶於溶 劑（曱基乙基酮），製成20重量％之溶液，使選擇反射中心波 長成為200 nm。 使用線錠塗布機，以乾燥厚度為6 μχη之方式塗布於PET 基材（TORAY生產之LUMIRROR75 μηι厚），於80°C下加熱2 分鐘後除去溶劑進行乾燥，暫時將溫度上升至此液晶單體 之等方性轉移溫度後，將溶劑乾燥，之後慢慢冷卻，形成 具有均一配向狀態之層。於所獲得之膜進行UV照射，固定 95787.doc -61 - 200521500 配向狀態，獲得c板層。測定此c板層之相位差後發現，相 對於550 nm波長之光線，於正面方向為2 nm，傾斜30 °測定 時之相位差為165 nm。 將此光學元件配置於擴散光源上，進行出射光測量。結 果如圖27所示。於全方位進行聚光，半值幅為35°。然而， 於60 °附近發現因輻射而產生之光線的缺漏。又，目視發現 此光線缺漏之角度為紅色。 比較例3 對於不剝離實施例5中使用之夏普生產之TFT液晶顯示 裝置（型號LQ10D362/10.4/TFT)的下側偏光板，並將配置於 背光導光體與液晶單元之間的2片稜鏡片取出者進行出射 光測量。結果如圖28所示。發現於帶有液晶顯示裝置之狀 態下，正面亮度較低，具有聚光之有效性。 比較例4 以國際公開第03/27756號手冊之實施例為基準，製作以 下樣品。將旋光鏡貼合於實施例1中所使用之直線偏光反射 型偏光件（B)，進而將直線偏光反射型偏光件（B)貼合於旋光 鏡。將日東電工生產之丙烯酸系黏著材NO.7 (厚度25 μιη) 用於貼合，各直線偏光反射型偏光件（Β)之偏光透過軸大致 平行。 上述旋光鏡以如下之方法製作。將液晶單體（BASF公司 生產，LC242)、掌性劑（BASF公司生產，LC756)、聚合起 始劑（汽巴精化有限公司生產，irgacure 369)以 LC242/LC756/irgacure 369之重量比為 96·4/0·1/3·5之方式 95787.doc -62- 200521500 溶於溶劑（甲基乙基酮），製成20重量％之溶液。使用線錠塗 布機，塗布於PET基材（東麗生產lumIRROR，厚度為75 # m)，於80°C下加熱2分鐘後除去溶劑進行乾燥，於氮氣清潔 環境下使用紫外線照射器進行聚合固化。所獲得之液晶固 化物的厚度大約為6 μιη。本樣品之旋光能大約為85。。 藉由將直線偏光反射型偏光件（Β)、旋光鏡及直線偏光反 射型偏光件（Β)疊層而獲得之偏光元件於38〇〜11〇〇 nm範 圍内具有遥擇反射功能。旋光鏡於正面方向上之失真率為 0.01以下，60。傾斜方向上之失真率為0·01以下，透過率未 產生特別的入射角依賴性。該偏光元件與以相對於DBEF大 約85之軸角度貼合有DBEF之偏光元件具有大致相同的性 能。 【圖式簡單說明】 圖1(A)係表示透過偏光元件（Ai)之出射光的偏光軸方向 的概念圖。 圖1(B)係表示自偏光元件（A1)之法線方向觀察圖1(A) 時，出射光之偏光軸方向的概念圖。 圖2(A)係表示透過偏光元件（A2)之出射光的偏光軸方向 的概念圖。 圖2(B)係表示自偏光元件（A2)之法線方向觀察圖2(A) 日τ ’出射光之偏光轴方向的概念圖。 圖3係說明偏光成分等之概念圖。 圖4係表示由先前之膽固醇型液晶層所引起的偏光分離 的概念圖。 95787.doc -63- 200521500 圖5係表示由先前之膽固醇型液晶層所引起的偏光分離 的概念圖。 圖6係表示由偏光元件（A)所引起之偏光分離的概念圖。 圖7係表示由偏光元件（A)所引起之偏光分離的概念圖。 圖8(A)係表示僅透過直線偏光反射型偏光件（B)之出射 光的偏光軸方向的概念圖。 圖8(B)係表示自直線偏光反射型偏光件（B)之法線方向 觀察圖8(A)時，出射光之偏光軸方向的概念圖。 圖9係表示透過偏光元件（A1)後，繼而透過直線偏光反射 型偏光件（B)之出射光的偏光軸方向的概念圖。 圖10係表示透過偏光元件（A1)後，繼而透過1/2波長板（〇 之出射光的偏光軸方向的概念圖。 圖11係本發明之光學元件（X)之一例剖面圖。 圖12係本發明之光學元件（Y)之一例剖面圖。 圖1 3係於本發明之光學元件（X)疊層偏光板（p)時之剖面 圖之一例。 圖14係於本發明之光學元件（Y)疊層偏光板（P)時之剖面 圖之一例。 圖15係表示由波長板所引起之偏光種類之轉換的概舍 圖。 圖16係使用本發明之光學元件（Y)之液晶顯示裝置的剖 面圖之一例。 圖17係使用本發明之光學元件（Y)之液晶顯示裂置的立j 面圖之一例。 95787.doc -64- 200521500 圖18係使用本發明之光學元件（γ)之液晶顯示裝置的剖 面圖之一例。 圖19係使用本發明之光學元件（γ)之液晶顯示裝置的剖 面圖之一例。 圖20係表示實施例1之光學元件（X1)之透過光強度角度 分佈的圖。 圖21係表示實施例2之光學元件（Υ1)之透過光強度角度 分佈的圖。 圖22係表示實施例3之帶有偏光板（Ρ)之光學元件（γι)之 透過光強度角度分佈的圖。 圖23係表示實施例4之液晶顯示裝置之透過光強度角度 分佈的圖。 圖24係表示實施例5之液晶顯示裝置之透過光強度角度 分佈的圖。 圖25係表示實施例9之光學元件（Χ2)之透過光強度角度 分佈的圖。 圖26係表示比較例1之偏光元件（Α-1)之透過光強度角度 分佈的圖。 圖27係表示比較例2之光學元件之透過光強度角度分佈 的圖。 圖28係表示比較例3之液晶顯示裝置之透過光強度角度 分佈的圖。 【主要元件符號說明】 - Α 偏光元件 95787.doc -65- 200521500 i 入射光 e 出射光 B 直線偏光反射型偏光件 C 1/2波長板 X 光學元件 Y 光學元件 P 偏光板

D 擴散板 L 光源 LC 液晶單元

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Claims (1)

1. 200521500 十、申請專利範圍： 1 · 一種光學元件，其特徵為： 其層疊有偏光元件，直脾Aβ γ ^ ^ T 关將入射先進行偏光分離後出射 且含有膽固醇型液晶；及 ' 直線偏光反射型偏料，其使正交之4線偏光中的— 方透過，並選擇性地反射他方；且 偏光元件係 相對於法線方向入射光之出射光的失真率為〇·5以上； 相對於自法線方向傾斜60。以上入射之入射光，其出射 光之失真率為0.2以下； 出射光之直線偏光成分隨入射角度增大而增大。 2·如請求項1之光學元件，其中偏光元件係出射光之直線偏 光成分於與偏光元件面之法線方向實質性正交的方向上 具有直線偏光之偏光軸者，該出射光之直線偏光成分係 隨入射角度之增大而增大。 3 ·如請求項1之光學元件，其中偏光元件係出射光之直線偏 光成分於與偏光元件面之法線方向實質性平行的方向上 具有直線偏光之偏光轴者，該出射光之直線偏光成分係 隨入射角度之增大而增大。 4·如請求項1之光學元件，其中偏光元件係實質性反射入射 光之非透過成分者。 5·如請求項1之光學元件，其中偏光元件之厚度為2 μιη以 上。 6·如請求項1之光學元件，其中偏光元件之反射帶寬為200 95787.doc 200521500 nm以上。 7·如請求項丨之光學元件，其中直線偏光反射型偏光件係柵 格型偏光件。 8·如請求項1之光學元件，其中直線偏光反射型偏光件係具 有折射率差之2種以上且2層以上的多層薄膜疊層體。 9·如請求項8之光學元件，其中多層薄膜疊層體為蒸鍍薄 膜。 1〇·如請求項1之光學元件，其中直線偏光反射型偏光件係具 有雙折射之2種以上且2層以上的多層薄膜疊層體。 Π·如請求項10之光學元件，其中多層薄膜疊層體係將具有 雙折射之2種以上且2層以上之樹脂疊層體延伸而成者。 12· —種光學元件，其特徵為：於請求項丨之光學元件中的偏 光元件與直線偏光反射型偏光件之間夾1/2波長板而層 疊。 13·如請求項12之光學元件，其中1/2波長板係於可視光之全 部區域内起作用作為大致1/2波長板的寬帶波長板。 14·如請求項13之光學元件，其中當1/2波長板將面内折射率 最大之方向設為X軸，將垂直於X軸之方向設為γ軸，將 各轴方向之折射率設為nx、ny，厚度設為d(nm)時， 光源波長帶（420〜650 nm)中的各波長上的正面相位差 值：（nx，ny)xd為1/2波長±10%以内。 15·如睛求項12之光學元件，其中1/2波長板係控制厚度方向 之相位差，降低對於角度變化之相位差變化者。 16·如請求項15之光學元件，其中當1/2波長板將面内折射率 95787.doc 200521500 最大之方向設為x軸，垂直於x軸之方向設為¥軸，薄膜 厚度方向設為z軸，將各軸方向之折射率設為ηχ、町、nz 時， 以 NZ气nX-nZ)/(nX-ny)表示的 Nz係數為-2 5<Nz^ i。 17.如凊求項丨之光學元件，其中於直線偏光反射型偏光件之 外側以直線偏光反射型偏光件之偏光透過軸與偏光板之 偏光軸方向一致的方式配置有偏光板。 18 ·如明求項1之光學元件，其中使用透光性之接著劑或黏著 劑層疊各層。 19· 種t光为光糸統，其特徵為：於請求項1至18中任何^ 項之光學元件上，至少配置有光源。 20·如請求項19之聚光背光系統，其中具有聚光於離法線方 向±60度以内的一次聚光機構。 21·如請求項20之聚光背光系統，其中一次聚光機構係於光 源上所配置之微稜鏡片陣列。 22. —種液晶顯示裝置，其特徵為：於請求項19之聚光背光 系統中，至少配置液晶單元而成。 23· —種液晶顯示裝置，其特徵為：於請求項22之液晶顯示 裝置中，將不具有後方散射、偏光解除之擴散板層疊於 液晶單元的可視側而加以使用。 95787.doc