TW436653B - Liquid crystal display projection system using multilayer optical film polarizers - Google Patents

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五、發明説明（1 ) 鍾濟部中央揉準局見工消费合作社印製 發明之領域 一般而言本發明係關於液晶顯示器投射系統，且更特別 地，依關於加入多層光薄膜偏波器之系统β 本發明’之背景 液晶顯示器（LCD)投射系統比較於競爭技術提供了大影 像區域’精細’易於安裝，重量輕，與低成本之優點。 LCD係由或"開·•，或”關"，或"部份開"之數千個小圖像元 素，或"圖素"所組成。影像係藉適當地操作，一般係施加 一電場於個別之圖素上’而由Lcd所顯示β於扭曲向列型 (TN) LCD之場合’若一特定之圖素爲·'開"，則通過圖素 之線性偏振化光之相位，與光偏極性將保持不變。然而， 若圖素爲"關"，則光線將被旋轉，即其相位將被調制，因 此其偏振化角度被改變9 0度〇若圖素爲"部份開"，則光線 將被旋轉小於90度。一”開”圈素可用黑或者白代表之^若 "開"圖素被標示爲黑。則"關”圖素被標示爲白，且反之亦 然。一"部份開"圖素代表灰色之陰影。然後偏波器被置於 LCD上’因此通經圖素之偏振化狀態之光被轉換成適當量 之透射光（黑，白，或灰）。 於超扭曲向列型（STN) LCD之場合，光學效果係由雙折 射故果所發生，故"開"，_•關"，與，，部份開"之圖素個別呈 現具特色之雙折射顏色》若採用”藍色模式”，"關"圖素將 呈現藍色而"關"囷素將爲乳白色》若採用••黃色模式 關"圖素將爲黃色而"開"圖素將爲藍-灰色。一薄膜可被加 入STN LCD與其中之一偏波器之間以便中和顯示器之顏色 -4 - 本紙張^^逋用中困因家標丰（〇阽卜4胁（2丨(3)<297公釐)~ (請先《讀背面之注意Ϋϊίν填寫本頁) •裝' 訂 線 4 3 6653 A7 B7 經濟部t央榣準局—工消费合作社印装 五、發明説明（2 ) ，即，轉換具顏色之顯示器成一黑白顯示器。 目前LCD投射系統典蛰使用強制氣冷或液冷以保護對溫 度敏感之液晶材料。即使當使用"熱”或"冷”反射鏡之實質 上移除來自照明之紅外線成份，約5 5 - 6 0 %之可見光被兩 傳統二色性偏波器之第一個所吸收而使層合其上之LCD被 加熱。於多數LCD投射機中，其燈源，LCD，電子元件， 與投射光學元件被组合成一小而精緻之單元，而第一偏波 器不被層合於LCD以減少LCD之傳導性加熱，但偏波器本 身仍然必須被冷卻。另外，所^的LCD投射系統均苦於其 低下之光源利用率（彩色LCD典型爲3-5 %透光率），因此 一般需要更明亮之燈源之傳送良好之螢幕照度。然而，更 明亮之燈源不僅増加成本及能量消耗，彼等亦使上述之加 熱問題更爲惡化。 發明之概要 因此，本發明包含一具有更容易冷卻之顯示面板之液晶 顯示器投射系統，其具有改良型照度且其較目前市售系統 接受寬角度之光源。該系統包含一具有二色性偏波器貼附 於LCD兩侧之投射面板《—反射型預偏波器被置於與二色 性偏波器之一相鄰接^光線被導引通經反射型偏波器且經 過LCD與二色性偏波器。於一具體實例中，一四分一波片 被置於光源與反射型偏波器之間，且一反射鏡被置於光源 之後。 - 反射型預偏波器較佳係具有多對交替層之多層光學聚合 物膜。在反射型偏波器平面上之第一方向上介於諸鄰接層 -5- (請先閲讀r面之注意事h ，裝-- 填寫本頁) 訂 線 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS } A4*l格（210X297公釐） 436653 經濟部中央樣準局貞工消费合作社印袈 A7 _______B7_五、發明説明（3 ) 間之每一看對呈現折射率差且在垂直於第—方向之反射預 偏波器平面上之第二方向上介於諸鄰接層間本質上呈現無 折射率差。一種此類薄膜具有半結晶性二羧酸奈聚酯與另 一聚合物之多個交替層。二色性偏波器較佳被固定於顯示 器上》反射型預偏波器較佳被固定於二色性偏波器之_。 一聚光透鏡，諸如菲涅耳透鏡，可被貼附於反射型預偏波 器與光源之間》 本發明之另一具趙實例包含具有一投射面板，光源，與 反射鏡之LCD投射系統。投射岛板包含—LCD，其具有偏 波器，諸如二色性偏波器在一側與一反射型偏波器在朝向 光源之側。一四分一波片被固定於反射型偏波器，其係類 似於上述之反射型預偏波器。 本發明亦包含一 LCD面板，其含有一具有偏波器於一側 與反射型偏波器於另一側之LCD，且具有一四分一波片固 定於反射型偏波器上。 本發明亦指導一上投式投射機，其包含投射燈，菲涅耳 透鏡，固定於菲涅耳透鏡之四分一波片，與固定於四分一 波片之反射型偏波器（如上述）。此使採用標準LCD面板作 爲投射時之人員感受到本發明之利益。 於另一具體實例中，本發明指導一 LCD投射系統，其包 含上投式投射機，置於投射機上之連結面板，及置於連結 面板上之LCD面板。連結面板包含一四分一波片與上述之 反射型偏波器。連結面板使採用標準投射機及標準LCD面 板時之人員感受到本發明之利益。 .-6- 本紙張尺度適用中圉國家棵隼（CNS ) A4说格（210X297公釐> ~ (請先聞讀t面之注 填寫本頁) 裝· 訂 線 43665 3 A7 B7 五、發明説明（4 囷示之簡短敘述 圖i係根據本發明之具體實例之側視圖。 圖2係根據本發明之另—具體實例之側視圖β 圖3 - 4係根據本發明之其它具禮實例之側視囷。 圖5係如何量測根據本發明之顯示器之亮度之側視圖。 圖6係由光學模型所產生之圖形，其係說明顯示於根據 本發明之圖5系統中所承受之寬廣範圍角度。 圖7係使用於本發明中之反射型偏波器之透視圖a 圖8説明在第1實施例中所描远之反射型偏波器之光學特 性。 圖9及10說明分別在第3及第4實施例中所描述之反射型 偏波器之光學特性。 詳細之敛述 一種根據本發明之液晶顯示器投射系統在第i圖中予以 説明。系統10包含一面板12，會聚透鏡14，光源16，選 擇性之反射鏡18，選擇性之平面鏡30，與投射透鏡32 » 面板12包含液晶顯示器（LCD) 20，第一二色性偏波器22 ，第二二色性偏波器24，反射預偏波器26，與選擇性之 四分一波片28。二色性偏波器22和24被置於LCD 2 0之相 反兩側。預偏波器2 6係介於第一二色性偏波器2 2與光源 1 6之間，且選擇性之四分一波_片2 8係介於反射預偏波器 26與光源之間。令可通經第一二色性偏波器22之a爲偏振 態。反射預偏波器26亦被校準以使其亦通過a-偏振化光。 自光源16所發散之光線藉會聚透鏡14予以會聚》具有偏 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公嫠） 請先閲讀背面之注•意填寫本頁〕 -裝 •線 «濟部中央搮準扃i消费合作社印装 43 665 3 at B7 趄濟部中央梂準局負工消費合作社印裝 五、發明説明（5 ) 振態a之光線通過反射預偏波器26與第一二色性偏波器22 JL然後藉在LCD 2 0中之圖素予以調制，即，改變相位， 然後經由第二二色性偏波器2 4透射出達到在LCD中改變相 位所可能呈現程度，然後光線經由平面鏡30反射經過投射 透鏡32照向觀賞螢幕（未列出）。具有垂直於偏振態a之偏 振態b光線藉反射預偏波器26被部份反射。 若反射預偏波器2 6係一"理想"偏波器，其將反射1〇〇% 具有b偏振態之光線，且將因此排除第一偏波器22之需要 性。然而，反射預偏波器2 6 —奴無法達到理想--預偏波器 2 6之偏振效率舉例而言，可爲約8 0 % »縱使反射預偏波器 26未達理想，以偏振化效率大於零之程度而言，其貢獻爲 藉減少由第一偏波器2 2所吸收之光量（在部份b偏振化光到 達第一偏波器之前予以反射）以減少熱在面板12之内產生 。 上述排列對於第一偏波器2 2之熱量吸收爲有利，而因此 減少了面板12之熱吸收》即使通經反射預偏波器26之光 線不彼此相互平行，但只要經過會聚此即爲事實。因此， 僅需要一會聚透鏡元件。於另一具體實例中，第二反射偏 波器（未列出）可被置於二色性偏波器24與LCD 20之間。 然而，如以上所述者，由反射預偏波器26所反射之光線 被浪費掉。此等光線可藉配置-四分一波（1/4 λ )片2 8鄰接 於與LCD 2 0相對之反射預偏波器2 6之一側而再利用，其 具有1M λ片28之光學軸旋轉45。成預偏波器26之光學軸 及藉配置反射鏡18於與面板相對之光線16之一側。於此 __ 8 · { CNS ) ( 210X297^t )

(請先聞讀胥面之注wC 填寫本頁) •裝· 訂 線 43665 3 A7 B7 五、發明説明（6 經濟部中央梯準局貝工消费合作社印製 場合’藉反射預偏波器26所反射之1^偏振化光在穿越1/4 凡片28之後變成特定手順（右或左）之圓偏振化光。當此圓 偏振化光被反射鏡18反射時，其改變成相反手順之圓偏振 化光。當其再穿越其前方之1/4凡片2 8時，其變成a _線性 偏振化光，因此通經反射預偏波器26與第一二色性偏波器 2 2以贡獻於增加系統1 〇之照度。 根據本發明之液晶顯示器投射系統之另一具體實例被列 於第2囷中。系統50包含一面板52,會聚透鏡54，光源 56 ’選擇性之反射鏡58，選擇·性之平面鏡7〇，與投射透 鏡72。面板52包含LCD 00，二色性偏波器04，反射偏波 器62 ’與選擇性之四分一波片66。二色性偏波器64與反 射偏波器6 2.被配置在LCD 6 0之相反兩侧。四分一波片6 6 係配置於反射偏波器62與光源56之間，其具有1/4 Λ板66 之光學軸旋轉45°成反射偏波器62之光學軸。 自光源56放射出之發散光線藉會聚透鏡54予以會聚。具 有a偏振化之光線通經過四分一波片66與反射偏波器62， 然後被調制，即，藉LCD 6 0中之圖素改變相位，然後經 由二色性偏波器6 4透射達到LCD所能改變相位之程度β然 後彼等光線自平面鏡70反射經過投射透鏡72朝向觀赏發 幕（未列出）β 具有b偏振化而垂直於a偏振化之光線藉反射偏波器62予 以反射’而在穿透1/4 ；1板66之後變成某種手順（右或左） 之光線。如以上所解釋，當此圓偏振光被反射鏡58所反射 時，其改變成相反手順之偏振光。當其再一次穿透其前方 -9 - 私紙張逍用t國ϋ家揉準（CNS )八4胁（210X297公釐） (請先閲讀"·面之注意事$填寫本頁} -裝 r 線_ 43665 3 A7 B7_ 五、發明説明（7 ) ' - 之1/4Λ板66時，其變成線性a偏振光，且因此通經反射 偏波器6 2而贡獻於增加系統5 〇之照度。 於另一具體實例中，一第二反射偏波器（未列出）可被置 於一色性偏波器6 4與LCD 6 0之間β於另一具體實例中， 二色性偏波器64可由一反射型偏波器所替代。 本發明之第三具體實例如第3圖所示之投射系統12〇。系 統120係由LCD面板130(其在LCD之每一侧上包含二色性 偏波器）與上投式投射機132所組成。如第3圖所示，投射 機132包含投射燈源122，反射_鏡132，會聚透鏡124，四 分一波片126 ’與反射偏波器128。反射偏故器128與LCD 面板130應予以對位，以使反射偏波器之偏振軸與朝向反 射型偏波器於LCD面板中之二色性偏波器呈平行。反射偏 波器128與四分一波片126應被定向以使彼等偏振軸相差 4 5 0 。 系統120之優點爲其可與根據本發明所製得之投射機搭 配使用。而當一傳統之透明物體（取代LCD面板）被置於投 射機平台上時，投射機提供増加光之透射率超過已經具有 二色性偏波器之投射機。 本發明之第四具體實例如第4圈所示之投射系統140 »系 統140係由上投式投射機142，連結面板150，及LCD面板 148 (其在LCD之每一侧上包含二色性偏波器）所組成。.連 結面板150係由四分一波片144與反射偏波器146所組成， 如第4圖所示，其光軸相互間呈4 5 ° 。反射偏波器146， LCD面板148及四分一波片I44應如上述系統120所討論之 __ -10-__ 本纸張尺度適用中國國家揉隼（CNS > A4规格（2丨0X297公釐） f裝-- 填寫本頁) 訂 線 较濟部中央揉準扃真工消费合作社印策 4366 5 3 A7 B7 五、發明説明（8 經濟部中央揉準局真工消费合作社印装 方法予以對位。系統14〇之優點爲其可使標準LCD面板與 根據本發明所使用之連結面板之標準投射機搭配使用。 於上述諸具體實例中之LCD可爲任何型態依偏振化而定 之液晶顯示器，其可包含兩片硬質或撓曲性基板，諸如塑 膠或玻璃》偏波器22，24，與64，和包含在LCD面板130 及148内之偏波器較佳爲吸收染料型二色性偏波器且彼此 應被相互定向以使液晶顯示器20或60在適當模式下操作（ 全白或全黑）。會聚透鏡14，54與124較佳係菲涅耳透鏡 ’其包含諸如纖維素醋酸鹽，十酸鹽，聚碳酸酯，或丙烯 酸之光學塑膠。上投式投射機142較佳含有一會聚透鏡β 光源16 ’ 56與122，和在上投式投射機中所使用之光源 142，可爲彼等典型常用者，諸如白熱至或氣體-放電源β 反射鏡18與58與平面鏡30與70爲彼等典型常用者，諸如 金屬或多層介電體。反射鏡18與58可爲圓球狀或橢圓狀 。投射透鏡32與72與四分一波片28，66，126，及144亦 爲標準品。 第7囷係本發明中作爲反射型偏波器之較佳反射型偏波 器36之部份透視圖。第7圖包含定義\，丫與2：方向之座標 系統3 8。反射型偏波器3 6係兩種不同材料之多層交互堆 疊層β在囷示與説明中該兩種材料被參照爲，，材料Α ·•與" 材料Β 。材料Α與材料Β之相都層41與43包含一層對44 範例。在介於相鄰層41與43間，層對44在父方向呈現一折 射率差，而介於相鄰層41與43間在y方向則本質上無折射 率差。 面 之 注. 買 裝 訂 線 -11 私紙張尺度通用中國國家揉準（CNS ) 格（210X297公嫠） 43665 3 趄濟部中央橾準扃負工消费合作社印製 A7 -----—— B7五 '發明説明（9 ) ' 一---- 於本發明裝置之較佳具趙實例中，每―反射型偏波器係 由材料A與材料B交替層所組成之多層薄片，其中每一層 (平均厚度小於G.5微米。材料Ay|鄰接於材料BJf而组成 —層對。層對之數目較佳係介於約1〇至2〇〇〇，而更佳係約 200 至1〇〇〇 e t 多層薄片係將材料△與8共擠製形成—薄片，然後在兀方 向單軸拉伸。拉伸比率被定義爲拉伸後之尺寸除以拉伸前 之尺寸。拉伸比率較佳係介於約2 : 1至！〇 : 1，更佳3 :】 至8· 1’而最佳4: 1至7: 1’例如’6: 薄片在y方 向並未拉伸。材料A係一聚合物材料，係被選定以呈現應 力-誘導雙折射，或在拄伸下改變折射率。例如，材料A之 單軸拉伸片在拉伸方向具有折射率，ηΑχ，（例如ηΑχ=1 88) 及在橫方向之相異折射率，nAy，（例如nAy=丨64 )。介於拉 伸與横方向間材料A所呈現之折射率差（nAx_nAy)至少〇 〇5 ，較佳至少0.10，而更佳至少0.20。材料B所被選定之材 料係在多層膜被拉伸後其折射率，nBy，實質上係相等於· nAy。較佳者，在拉伸時，nBx之値會降低。 在拉伸之後，此具體實例之多層薄片之相鄰接層間在拉 伸方向顯示大折射率差（定義爲△ηζι^χ-ιΐΒχ)然而於橫方向 ’相鄰接層間之折射率差（定義實質上爲零。 此等光學特性引起多層堆疊具有反射型偏波器功能，其透 射隨意偏振光之平行於第7圖中所示透射轴40之偏振成份 。其由反射型偏波器36所透射之部份光被參照爲具有偏振 態a ^其未通經反射型偏波器3 6之偏振態b之部份光，相 -12 - i紙張尺度逍用中國國家揉準icNS ) A4規格（210X297公釐） " -- :請先Μ讀r面之i£.$x^ 填寫本頁> .裝- 訂 線 4366 5 3 A7 B7 翅濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（1〇 ) 當於第7囷中所示之消光軸4 2。消光軸4 2係平行於拉伸方 向X »所以，b -偏振光經歷折射率差，，結果造成其反 射°反射型偏波器較佳至少係反射50〇/。之b _偏振光而更佳 爲90% ^第三折射率差，，對於控制反射型偏波器之 離抽反射具重要性。就^偏振光之高消光率與a·偏振光之 高透射率而s ’在大入射角下，較佳爲< 〇.5 △®χ ’更佳小於〇·2 Δηχ ’而最佳小於〇.〇 1 Anx。 此類反射塑偏波器之光學行爲與設計在委託人於1995年 3月10曰歸檔之定名爲”光學縴膜"之附屬專利申請書us 序號08/402041中，有更詳細之説明。 一般之技術者可選用達到預期折射率關係之適當材料。 大致而言，材料Α可被選自半-結晶性聚合物材料，諸如半 -結晶性二羧酸奈聚酯或聚奈酸乙酯（PEN)與其中之異構物 (如，2,6_,1,4_，1,5.，2,7-，與2,3-?£>〇»材料八亦 可被選自其他半-結晶性聚合物材料，諸如聚對苯二甲酸 乙酯（PET)，聚間苯二甲酸乙酯，與pen，pet與Pei之共 聚合物。在本文中所使用時，coPEN包含pen之共聚合物 ，而coPET包含PET之共聚合物。材料b可爲—半-結晶性 或無疋形聚合物材料’諸如同排（Syndi〇tactic)聚苯乙缔 (sPS) ’與共聚合物’例如c〇pen，coPET，與Eastar之共 聚合物’其係購自Eastman化學公司之聚對苯二甲酸環己 二甲酯。前述之coPEN亦可爲其中至少一種組成份係以二 叛酸奈爲基質之聚合物，及其他成份係其他聚酯或聚碳酸 酯，諸如PET，PEN或co-PEN之柱粒摻合物。材料人和8 _ -13-

(請先閲讀背面之注填寫本頁) -裝- 訂 線· 436653 A7 B7 五、發明説明（μ 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 較佳被選定爲具有類似流變（rheological)性質（如熔融黏 度）以使彼等可被共擠製。 反射型偏波器係由材料A和材料B共擠製而製得以形成 多層膜，然後藉在一選定之溫度下於—方向（單軸性）實 2上拉伸而定向該膜，视情況接著在一選定之溫度下加熱 定形。薄膜在垂直拉伸尺寸自然縮減（相當於拉伸比率之 平方根）至垂直拉伸尺寸不縮減（相當於完全不變）之範園 内於垂直-扛伸方向（垂直於拉伸方向〇可具尺寸鬆弛性。 該膜於使用長度定向器時可在無器方向予以拉伸，或使用 拉幅器時於寬度方向拉伸。 對於一般技術者而言，顯而易見可選擇不同製程之组合 ，諸如拉伸溫度，拉伸比率，加熱定型溫度與垂直拉伸鬆 他，以產製具有預期折射率關係之反射型偏波器。 於特別較佳具體實例中，多層薄片包含如上所述之材料 A和B之諸層對堆疊，其中堆疊被分割成一節或多節層對 。每一節被設計成對具有已知波長寬度之光線具有最大之 反射率，其具有之層對，在層節中每一層對之結合厚度爲 波長寬度中間値之約二分之一。結合具有不同層對厚度之 諸節以使反射型偏波器反射具有相當大之波長寬度之光線 例如，多層薄片可包含十節具有結合厚度約自1〇〇毫微 米至200毫微米之層對。每一節可包含1〇至5〇層對。此偏 波器可反射具有波長自400至800毫微米之光線，另外，層 對之厚度可連續地自1 〇〇至200毫微米予以改變。 -14- I紙張錢適用中國@家揉準（CNS )从胁（2數297公後 (請先閲讀骨面之注‘ -裝-- 填寫本頁) 訂 線. 436653 Α7 Β7 輕濟部t央揉準局e：工消費合作社印裝 五、發明説明（12 ) 本發明將參照以下之非限制性實例予以説明β全部量測 値係大約値。tM± 自本發明之再利用特色所獲得之照度藉建構如第5圖所 示之實例說明’系統100予以量測。系統100係由如第5圖 所示，投射機102，置於投射機平台上之四分一波片1〇4， 反射型偏波器106，與二色性偏波器1 〇8所組成ώ 四分一波片104係3 0乘30公分之140.毫微米-厚相位差膜 (即，560毫微米之四分_波)，乃購自p〇lar〇id公司， Norwood ’麻薩諸塞州，U.S.A.。二色性偏波器1〇8係3 0 乘3 0公分之HN42偏波器，購自p〇lar〇id公司，投射機1 〇2 係標準透射式上投式投射機，購自3 Μ公司，St. Paul，明 尼蘇達州。 反射偏波器106包含601層且藉擠製薄板被製得並在拉幅 機上定向該膜兩日。具有本質粘度0.5 dl/公克（60重量％ 酚/ 40重量％二氣苯）之聚奈酸乙酯（pen)以每小時3 4千克 之速率經由擠製機傳送且具有本質粘度0.55 dl/公克（6 〇重 量％酚Μ 0重量％二氣苯）之CoPEN ( 7 0莫耳。/〇，2，6 NDC ( 二羧酸奈酯），與30莫耳％DMT (對苯二甲酸二甲醋）以每 小時30千克之速率經由擠製機傳送e pen在表面層，其 經由相同之供料區段（feedblock^被共擠製成厚外層且利用 複製器摺叠成内屠及外層。内層與外層表面，涵蓋偏波器 之全部厚度之8 %。供料區段方法被利用以通經產製6〇 1層 擠製物之兩複製器而產製151層β美國專利编號3,565,985 _ -15- ----------裝--.— (請先Μ讀t面之^意事h填窝本頁) 訂 Γ l· 邮 k SI J / « / y s 436653 A7 _B7_ 五、發明説明（13 ) 敘述類似之共擠製複製器。全部之拉伸在拉幅器中完成。 膜在約2 0秒内被預先加熱至約140eC JL以每秒約6 %之速率 在橫方向拉製達到拉伸比率約4.4。然後該膜在24(TC下之 加熱定塑爐中予以鬆他至約其最大寬度之2 %，所完成膜 之厚度爲46微米。 透射膜如第8圖所示。曲線a顯示a偏振光在正常入射角 下之透射率，曲線b顯示a偏振光在60。入射角下之透射 率，而曲線c顯示b偏振光在正常入射角下之透射率。注意 a偏振光在正常和60。入射角T其透射率之不均勻性。亦 注意曲線c所示之b偏振光在可見光範圍内（400-700毫微米） 之不均勻性消光性。 二色性偏波器108與反射偏波器106被定向以使彼等之偏 振軸相互平行且被配置於四分一波片104之上，其光軸係 在彼等偏波器之45°方向。投射至螢幕（光學元件與螢幕 未列出）之光線被用光度計測量。 當四分一波片104在上述位置之狀況下，螢幕強度被測 得比當/4板104被自系統100移除時高1 5 %。換句話説，插 入又/4波片結合反射型偏波器足使利用到未使用反射型偏 波器時會流失之1 5 %之偏振光。此比較上優於已知報導之 使用微細構造之MacNeille偏波器作爲反射型偏波器之系 統所增加之7 %。參考由Michael F. Weber所著，經3 Μ公 司所讓渡，於1993年1 2月1 5日發表之歐洲專利申請書编 號0 573 905 Α1，第1 1欄。其預期更熟練而巧妙之照度系 統可增加此1 5 %再利用率。同樣地，具有諸如彼等實例3 ____ -16- --------ί^ι •請先«I讀背*-之注twc%寫本页 訂 線 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS } 格（2丨0Χ 297公釐} 43665 3 A7 ______B7 五、發明説明（<14 ) 與4中改良性能之反射偏波器將增加再利用率。 實例2 在第5圖所示之排列以光學模型圖解用以説明兩不同反 射型偏波器：多層光薄膜與微細構造MacNeille偏波器之 入射光角度之依存性。 光學模型之結果被顯示於第6圖之曲線160。由多層光薄 膜獲得之預期偏振光之透射率在入射光之寬廣角度自 -45°至+45°之範圍内大於90 % (參考第6圖之線162)。 相反地由MacNeille偏波器獲得-之預期偏振光之透射率在 狹窄角度自-5°至+ 5°以外之範園降至低於90%以下（參 考第δ圖之線164)。 實例3 使用於本發明之另一反射型偏波器被建構。反射型偏波 器包含603層且係經由共擠製製程製造在一連續，平坦由 膜製得之線上。具有本質粘度0·47 dl/公克（60重量。/。酚加 上40重量％二氣苯）之聚奈酸乙酯（PEN)以每小時3 8千克 之速率經由擠製機傳送且CoPEN藉另一擠製機在以每小時 34千克之速率被傳送》CoPEN係70莫耳％，2,6-二幾酸 奈酯甲酯），1 5莫耳％DMT，及1 5莫耳％具乙二醇之間苯 二甲酸二甲酯之共聚合物。供料區段方法係被利用以產製 151層》供料區段被設計以產製具有光學層厚度比率分段 分佈之諸層，其對PEN爲1.22，對CoPEN爲1.22。此光學 堆疊係由兩個連續複製器層合。複製器之例行層合比率分 別爲1.2與1.4。在最後一次複製及模具之間，表面層被加 -17- 本纸張尺度適用中圏國家標準（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） ~~~- -H. f靖先S-锖背面之注•意事本頁〕 •裳 -訂 線 經濟部中央標率局負工消费合作社印装 4 3 665 ? A7 ___—_B7 五、發明説明（15 ) " " "'-- 入與上述相同之copen，藉第三擠製機以每小時48千克之 總速率傳送。接著膜在約30秒内被預先加熱至ΐ5〇τ且以 每秒約20%之初速率在橫方向拉製達到拉伸比率约6。所 完成膜之厚度爲89微米。 第9圖顯示反射偏波器之光學特性。曲線a顯示在正常入 射角下在非拉伸方向偏振之光之透射率，曲線1)顯示在入 射角度50。下具有入射平面和偏振平面同時平行於非拉伸 方向之光線之透射率，與曲線c顯示在正常入射角下於拉 伸方向之偏振光之透射率。注全於非拉伸方向偏振之光之 透射率極高》曲線a自400-700毫微米之平均透射率係8 7% 。亦注意於拉伸方向偏振之光如曲線c所示於可見光範圍 (400-700毫微米）具極高之消光率。就曲線^而言在4〇〇-700毫微米之間薄膜之平均透射率係2 5 %。曲線b之 %RMS色彩5 %。％RMS色彩爲在所測波長範圍内透射率 之均方根》 實例4 另一使用於本發明之反射偏波器被建構。反射型偏波器 包含一由在操作下擠製洗鑄薄板且然後於實驗用膜-拉伸 設備中拉伸該膜所製得之481層之共擠製膜。供料區段方 法被使用於61層之供料區段與三次（2x)複製。厚表面層被 加入於最後複製與模具之間。唭有本質粘度0.47 dl/公克 (6 0重量°/〇酚/ 4 0重量％二氣苯）之聚奈酸乙酯（PEN)以每小 時11.4千克之速率經由擠製機被傳送至供料區段。由二醇 改質之聚對苯二甲酸環己烷二甲烷酯（購自Eastman之 ___-18-___ 本紙珉尺度逋用中國®家揉準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） " ----------^1 — 請先閲讀背t之注意4：寫本頁) -訂 線 經濟部中央橾準局β：工消费合作社印製 436653 Α7 Β7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印製 五、發明説明（16 ) PCTG 5445)以每小時11.4千克之速率經由另一擠製機予以 傳送。獲自上述擠製機之另一PEN物流以11.4千克之速率 被加入以作爲表面層。澆鑄薄板係0.2毫米厚及3〇公分寬 。薄板使用一實驗用拉伸裝置予以單軸拉伸，其係使用— 動臂裝置固定一段膜並於一方向以均勻以速率予以拉伸同 時令其在其它方向自由地鬆弛。加入之薄板樣本在動臂裝 置之固定夾之間爲約5.40公分寬（未固定之方向）與7.45公 分長。薄板在約10(TC下被載入拉伸器中且加熱至經 4 5秒。然後以每秒2 0 %開始拉-伸直到樣本被拉伸至約6 : 1 _(以固定夹-固定夾之測量値爲基準）。於拉伸後，樣本藉 吹送室溫空氣立刻予以冷卻。在中央部份，樣本被發現鬆 弛之因子達藉2,0。 第10圓顯示此多層膜之透射率，其中曲線a顯示在正常 入射角下於非拉伸方向偏振之光之透射率，曲線b顯示在 入射角度60°下具有入射平面和偏振平面同時平行於非拉 伸方向之光線（P -偏振光）之透射率，與曲線^；顯示在正常 入射角下於拉伸方向之偏振光之透射率〇曲線a自400-700 毫微米之平均透射率係89.7%，曲線b自400-700毫微米之 平均透射率係96.9%，而曲線c自400-700毫微米之平均透 射率係4.0%。曲線&之％RMS色彩1.05%，而曲線b之0/〇 RMS 色彩 1.44%。 雖然本發明已在參照置於投射機與螢幕間之LCD面板下 予以描述，對彼等熟練此方面技藝者而言，將感受到本發 明亦包含其它LCD面板之使用，諸如合組三套而達成全彩 色β -19- 請先閎讀背面之注意事1SC%寫本頁} •言 本紙張尺度適用宁國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 公 鯉濟部中央揉卒局員工消费合作社印製 436653 第85106906號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(87年2月) ABCD _專利範i 修...:」麵 1_ _種液晶顯示器投射系統(10)，係由以下所组成： 一投射面板（12),其包含： 一液晶顯示器（2〇);及 對一色性偏波器（22，24)，其中一偏波器被貼附於 顯示器之鄰接之每一面； 一供直接照向面板之光源（丨6); 一反射型預偏波器（26)，其包含一多層光薄膜（36)置於 光源與二色性偏波器之間'而一朝*向光源\該薄膜係由一諸 相鄰接材料層對之多層堆叠〒44)所組成。在反射型預偏 波器平面上之第一方向上介於諸鄰接層間（41，43)之每 一層對呈現折射率差且在垂直於第—方向之反射預偏波 器平面上之第二方向上介於諸鄰接層間本質上呈現無折 射率差；以及 一用以偏波再循環之偏波轉換裝置，該裝置轉換至少— 部分的被反射之偏波至一傳輸偏波狀態。 2. 如昝請專利範園第1項之系統，其中薄膜包含多個半-結 eq性一幾I聚酿與另一聚之交替層.〇 3. 如申請專利範困第丨項之該偏波轉換裝置係爲 一四分一波片（28)，其置於射型預偏波器之間 ;且該系統更包含： ^ 一反射鏡（1 8)貼附於與面板相對之光源側》 4. 如申請專利範圍第丨項之系統，另外包含—反射型預偏 波器置於液晶顯示器及在與光源相對之液晶顯示器一側 上之二色性偏波器之間，該反射型預偏波器包含一多層 請先聞讀背面之注意事項Θ4 填寫本頁) 裝 ,線 本紙張尺度適用中爾国家標率（CNS ) Α4说格（2!0X W公釐） 43665 3 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 光薄膜（36) ’該薄膜係由諸相鄭接材料廣之多層堆叠 (44)所組成，在反射型偏波器平面上之第—方向上介於 諸鄰接層間（41，43)之每一層對呈現折射率差且在垂直 於第一方向之反射型偏波器平面上之第二方向上介於諸 鄰接層間本質上呈現無折射率差。 5‘ 一種液晶顯示器投射系統（5〇)，係由以下所組成： —投射面板（52)，其包含： —液晶顯示器（60); —.....〜 一第一偏波器（64)置於顯专器之一侧；及 —第二偏波器（62) ’其係反射型偏波器，置於顯示器 之另一側，其中第二偏波器包含—多層光薄膜（36)， 該薄膜係由諸相鄰接材料層之多層堆疊（44)所組成， 在反射型偏波器平面上之第一方向上介於諸鄰接層間 (41 ’ 43)之每一層對呈現折射率差且在垂直於第一方 向之反射型偏波器平面上之第二方向上介於諸鄰接層 間本質上呈現無折射率差；及 一用以偏波再循環之偏波轉換裝置，該裝置轉換至少一 部分的被反射之偏波至一傳輸偏波狀態； 一直接照向第二偏波器之光源（56)。 6.如申請專利範園第5項之系統，另外包含一第三偏波器 ，其係一反射型偏波器，鬣於第一偏波器與液晶顯示器 之間，該第三偏波器包含一多層光薄膜（36)，該薄膜係 由諸相鄰接材料層之多層堆疊（44)所组成，在第三偏波 器平面上之第一方向上介於諸鄰接層間（41，43)之每一 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公羞） -•β (請先聞讀背面之汰意事項系填寫本頁)

   436653 A7 經濟部中央樣準局負工消费合作社印裝 B7 五、發明説明（） 層對王現折射率差且在垂直於第一方向之第三偏波器平 面上之第二方向上介於諸鄰接層間本質上呈現無折射率 差。 7.如申請專利範圍第5項之系統，其中第一偏波器係—反 射型偏波器，其包含諸相鄰接材料層之多層堆疊（44)， 在第·"偏波器平面上之第一方向上介於諸鄰接層間（41 ’ 43)之每一層對呈現折射率差且在垂直於第一方向之 第一偏波器平面上之第二方向上介於諸鄰接層問本質上 王現無折射率差。 8_如申請專利範園第7項之系統，其中該偏波轉搏裝置係 爲一，四分一波片（66)，其置於光源與第二偏波器之間； 且該系統更包含： —反射鏡（58)貼附於與面板相對之光源侧。 9‘ 一種液晶顯示面板’係由以下所组成： —液晶顯示器（60); —第一偏波器（64)固定於顯示器之一側；及 一第二偏波器（62) ’其係反射型偏波器，固定於顯示器 之另一侧，其中第二偏波器包含一多層光薄膜（36)，該 薄膜係由諸相鄰接材料層之多層堆疊（44)所組成，在反 射型偏波器平面上之第—方向上介於諸鄰接層間（41， 43)之每一層對呈現折射率差且在垂直於第一方向之反 射型偏波器平面上之第二方向上介於諸鄰接層間本質上 呈現無折射率差；及 固定於第二偏波器之四分一波片（66)。 ----.—.--1装-----叫訂：τ-----Γ、： (請先聞讀背面之注意^項再填寫本頁)

   436653 Α8 BS C8 D8 經濟部中央梂準局貝工消费合作社印製 A、申請專利範圍 10.—種上投式投射機（1 32)，係由以下依序組成： —投射燈（122); —會聚透鏡（124); —固定於會聚透鏡之四分一波片（126);及 一固定於四分一波片之反射型偏波器（128)，該反射型 偏波器包含一多層光薄膜（36)，該薄膜係由諸相鄰接材 料層之多層堆疊（44)所組成，在反射型偏波器平面上之 第一方向上介於諸鄰接層間（41，43)之每一層對呈現折 射率差且在垂直於第一方向文反射型偏波器平面上之第 二方向上介於諸鄰接層間本質上呈現無折射率差β 11_ —種液晶顯示器投射系統（140),係由以下依序組成： 一上投式投射機（142); —固定於投射機上之連結面板（150)，該連結面板包含 一四分一波片（144)與一反射型偏波器（146)，反射型偏 波器包含一多層光薄膜（36) ’該薄膜係由諸相鄰接材料 層之多層堆疊（44)所組成，在反射型偏波器平面上之第 一方向上介於諸鄰接層間（41，43)之每一層對呈現折射 率差且在垂直於第一方向之反射型偏波器平面上之第二 方向上介於諸鄰接層間本質上呈現無折射率差；及 一液晶顯示器投射面板（148)置於連接面板上，該投射 面板包含一液晶顯示器與-一對置於顯示器相反面之二色 性偏波器。 __ _—_ ____|_- 4 - 本紙張尺度逋用中國闺家梂準（CNS ) Α4洗格（210Χ29*7公釐） (請先聞讀背面之注 項Γ :寫本頁) .裝. 、π 線·