557367 五、發明說明(1) 【發明所屬技術領域】 本發明係有關於具有散射特性已被控制之光擴散薄膜以 及使用該光擴散薄膜之光學元件及液晶顯示裝置。 【習知技術】 在反射型之液晶顯示裝置或半透過型之液晶顯示裝置中 ,一般,射入光在透過液晶層、以反射膜反射、再度透過 液晶層而將顯示影像進入目視者之眼中時,將光散射薄膜 配置於液晶層表面及/或液晶層與反射膜之間,藉由使光 散射而可藉以廣闊之視角辨識影像。光散射亦被稱之爲光 擴散。 作爲可獲得光散射之方法,具代表性的係例如有,將透 明微粒子分散且使其含有在塑膠薄膜中,而使光散射之方 法、或是粗化塑膠薄膜表面,而使光散射之方法。 此外,係提案有,使複折射特性爲相異之微小區域由分 散分布形成之複折射薄膜之重疊體所形成,將複折射性薄 膜利用與微小區域之折射率差,而使光散射之方法(曰本 專利特開平1 1 - 1 7421 1號公報)。 亦提案有,在高分子薄膜中,由相同高分子所形成之微 小結晶區域係呈分散分布,其微小區域與其他部分間之折 射率係爲不同而顯現出光散射性(日本專利特開平11 _ 326610號公報、日本專利特開2000-266936號公報、日本 專利特開2000- 275437號公報等)。 然而,如上所述之光散射方法,無論何者均爲在基本上 557367 五、發明說明(2) 係使光呈等方性散射之物者,因此,在未使用背光模組之 反射式液晶畫面中有影像變暗之缺點。 相對於此,在高分子薄膜中,係販賣有一種光擴散薄膜 ,係將折射率高之區域於薄膜厚度方向呈圓柱狀而形成多 數。藉由此種光擴散薄膜,可使一方向之散射與逆向之透 過性並存,此外,其聲稱亦可實現選擇性之視角/擴散性 tb 0 的確,藉由此種擴散薄膜,在與等方散射型式之習知散 射薄膜等相比之下,在特定之視角中,相對地係可獲得明 売之影像。 然而,如同行動電話等在射入光極少之處亦可使用之液 晶顯示裝置方面,特別是在反射型或半透過型液晶顯示裝 置中,係以更爲高亮度之影像者較佳。 本發明係爲用以解決此種習知技術之課題者,其目的係 爲提供:一種光擴散性薄膜,係爲提供在大於習知之視角 中,以提供更加明亮之影像之選擇性光擴散性、更具有聚 光性;使用該薄膜之光學薄膜;以及液晶顯示裝置。 【發明之開示】 本發明係爲用以達成上述目的,而提供如下。 (1 ) 一種光擴散薄膜,爲在使光散射透過之折射率相 異之二相所形成之光擴散薄膜中,其特徵在於,折射率大 之一相係包含有具有在薄膜厚度方向延伸之柱狀構造的多 557367 五、發明說明(3) 數區域,前述之多數區域係包含柱狀構造之橫斷面形狀爲 長條狀之區域,且前述長條狀區域係配向於薄膜之特定方 向上。 (2 )如(1 )項中所記載之光擴散薄膜,其中前述長條 狀區域之前述橫斷面之長軸及短軸之平均長寬比係爲在 1.2:1〜10:1之範圍內。 (3) 如(1 ) 、( 2 )項中所記載之光擴散薄膜,其中 前述之多數區域係爲,柱狀構造之軸線係呈相互平行,且 其軸線相對於薄膜之法線方向係呈傾斜。 (4) 如(1 ) 、( 2 )項中所記載之光擴散薄膜,其中 前述之多數區域係爲,柱狀構造之軸線係爲薄膜之法線方 向。 (5 )如(1 )〜(4 )項中所記載之光擴散薄膜,其中 前述薄膜之折射率相異之二相折射率之差係爲在0.005〜 0 . 2之範圍內。 (6 )如(1 )〜(5 )項中所記載之光擴散薄膜,其中 前述薄膜爲由具有感光性之高分子材料所製造者。 (7 ) —種光學元件,其特徵在於,使用(1 )〜(6 ) 項中所記載之光擴散薄膜。 (8 ) —種液晶顯示裝置,其特徵在於,使用(7 )項中 所記載之光學元件。 (9 )如(8 )項中所記載之液晶顯示裝置,其中係使光 擴散薄膜配置呈,光擴散薄膜之前述區域之橫斷面之前述 557367 五、 發明說明 ( 4) 長 軸 方 向 爲 由 液晶顯示 裝 置之視點方向所見爲 形成左右 方 向狀 〇 ( 10 ) 如 ( 9 )項中所丨 記載之液晶顯示裝置 其中 光 擴 散 薄 膜 之 前 述 區域之柱狀 構造之軸線方向係相 對 於薄 膜 法 線 方 向 呈 傾 斜 、且該傾 斜 方向係相對於視點爲 遠 離之 方 向 ( 11 ) 如 ( 8)項中J 听丨 記載之液晶顯示裝置 9 其中 液 晶 顯 示 裝 置 包含有偏光薄 膜 ,偏光薄膜之偏光軸係 傾斜 配 置 在 由 液 晶 顯 示 畫面之視 點 方向所見於左右任一 方 向上 , 光 擴 散 薄 膜 之前 述區域橫 斷 面之前述短軸方向, 係配置 於 偏 光 薄 膜 之 刖 述 偏光軸方 向 〇 [ 發 明 之 實 施 型態】 爲 了 說 明 本 發明,係 將 於習知之光擴散薄膜 中 之光 擴 散 現 象 9 先行 參 照圖式進 行 說明以便理解。 第 1A 圖 所示,係將 高 折射率區域形成圓筒 狀 之習 知光 擴 散 薄 膜 1 之 樟斷面圖 〇 在高分子薄膜2中, 將 具有 接 近 於光 波 長 直 徑 之圓柱狀 高 折射率區域3,呈垂 直 狀地形成 在 薄 膜 表 面 〇 此種圓筒 狀 高折射率區域3係作 爲 圓柱 透 鏡 之 機 能 而 可 將垂直於 薄 膜、亦即爲平行於圓 柱 軸線 之 已 射 入 之 光 , 呈 例如半徑 幅 度約10〜20度之高 斯分布 之 散 射 〇 在 第 1A 圖之光擴 散 薄膜中,相對於薄膜 1 之射 入 角 係形成 較 大 在形成以 對 於圓柱軸線呈大幅度 傾 斜之角 度 射入 後 j 光 係 失去散射性 ,而形成顯示出高透 -6 - 過 例如 557367 五、發明說明(5) ,以對於薄膜表面呈45度〜60度之角度射入之光,係近 乎毫無散射而透過。 第1B圖所示,係顯示出以垂直角度(射入角爲〇度) 而射入至薄膜表面之光,於透過該薄膜時之射出角0之透 過光之強度。透過光強度雖是呈高斯分布,然而,具有該 一半幅度之値係達到散射之擴大、而可顯示出選擇性。在 第1B圖中,半値幅度係爲10° 。 第1C圖所示,係將使塡充物分散至高分子薄膜型式之 習知散射薄膜之斷面示意圖,第1D圖所示,則是表示與 第1B圖相同之透過光的散射強度。在將第1B圖與第1D 圖比較之後,便顯現出第1 A圖之光擴散薄膜1係表示出 選擇性的散射特性(特定範圍內之散射)。 第2圖係表示出第1A圖之擴散薄膜之射入光方向、以 及依存於射入角之散射特性。座標之中心,係表示光呈垂 直地射入於薄膜表面之情況,被描繪在該座標中心之圖型 (圓4),係表示光呈垂直地射入於薄膜表面之情況下的 透過散射光之指向性與強度。圓4係表示散射光呈等方性 的散射者,圓之大小係表示散射強度之大小,因此,射出 光係相對於射入光軸、以較小角度(例如爲1 0〜20 ° )而 顯現出強烈散射者。座標軸X軸上之橢圓狀之圖型5、6 係爲,由垂直於薄膜表面之方向開始,僅於薄膜之x軸方 向(將第1圖之圖面法線方向設爲X軸方向)傾斜角度0 (X ),而顯現出光在射入時之透過散射光之指向性與強 557367 五、 發明說明 ( 6; ) 度 0 此 種 透 過 散 射光5、6係爲,作爲整體而言, 散 射 強 度 係 較 垂 直 射入 之情況下爲弱,且相較於y軸方向 y 可 發 現到 X 軸 方 向 之 散射者爲較小者。同樣地,座標軸 y 軸 上 之 圓 、 或 是 橢 圓 狀之圖型7、8係爲,由垂直於薄 膜 表 面 之方 向 開 始 僅 於垂直在薄膜上X軸之y軸方向傾 斜 角 度 Θ ( y ) , 而顯現出光在射入時之透過散射光之指 向 性 與 強 度 0 此 種 透 過 散射光7、8係爲,作爲整體而言 5 散 射 強 度 係 較 垂 直 射入之情況下較弱,且相較於X軸方 向 y 可 發 現到 y 軸 方 向 之散射者爲較小者。在參照第2圖 之 後 1 由 垂 直 於 薄 膜 表 面之方向射入光之情況(射入角爲 0 度 ) 4 下 雖 可 觀 測 到一定範圍之強烈散射,不過,射 入 角 形 成 越 大 則 橢 圓 5 〜8之徑値形成越小,亦即,係可推 測 出 光 散 射 減 少 、 而 大部分之光進行透過者。此外,傾 斜 而 進 行射 入 情 況下 之 5〜8,相對於射入方向,亦顯示出在 橫 向 係 較 平行方 向而有多餘之散射產生。 第 3A圖所示 ,係將與第1A圖相同之圓柱狀區域 ( 圓 筒 透 鏡 ) 23 相對於高分子薄膜22之表面,並非於法 線 方 向 而 是 僅 於 薄 膜 之y軸方向(將第3A圖之左方方向 丨設 :爲 〖y 軸 正 方 向 ) 上 傾 斜角度0 〇,而形成擴散薄膜21之 橫 斷 面 〇 此 種 薄 膜 之 光 散射係顯示出,由圓柱狀區域23 之 軸 線 方 向 射 入 之 情 況 ,係相當於由第1A圖之擴散薄膜 之法 線 方 向 射 入 之 情 況 的特性。結果,將薄膜表面與作爲 基 準 之 第 2 圖 呈 相 同 地 表現出散射特性,形成第3B圖。 -8- 557367
五、發明說明(7) 在第3B圖中,由薄膜之y軸正方向之角度Θ q射入情況 下之透過光24係爲,因相當於由第1 B圖之薄膜法線方向 射入之情況,故而顯示出圓形散射。由薄膜之法線方向射 入情況下之透過光25係爲,顯現出相當於第2圖之薄膜y 軸負(一)角度0。射入之情況,較透過光24散射強度係 呈現較小、但朝向X軸方向之指向性較強的橢圓狀散射。 由薄膜之y軸負(一)角度0。射入之情況下之透過光26 ,係相對於圓筒透鏡之軸線,射入角較大幅度傾斜、而由 圓筒透鏡之橫斷方向進行射入,故散射(強度)形成較小 。此外,由薄膜之X軸方向射入之情況下之透過光27、28 ,係如同第3B圖所見,顯示出傾斜橢圓狀之散射特性, 無論是透過光27、28中之任一方,均顯現出朝向y軸方 向之指向性形成較強之傾向。 其結果,當將第3A圖及第3B圖之擴散薄膜與反射膜組 合使用時,將y軸負方向設爲目視者(目視方向)後,來 自正面(y軸正方向)之射入光係以一定之角度範圍強烈 散射,從而,在目視者方向上亦具有一定之強烈散射、且 反射光係散射形成較少。此外,來自左右(X軸正負方向 )之射入光係以一定強度所散射。另外,亦具有朝向目視 者方向之聚光效果,並且,該透過光之反射光亦可視爲減 少散射。由上述,將具備有第3A圖及第3B圖之擴散薄膜 之液晶顯示裝置(例如,行動電話之顯示畫面)由y軸負 方向至正面目視時,正面(y軸方向)或是來自左右(X 557367 五、發明說明(8) 軸正負方向)之射入光(照明光)係爲,在目視者之方向 上具有一定之聚光效果而進行散射,因此,相較於第2圖 之等方性散射薄膜之情況,而形成由目視者可觀測到明亮 之畫面。 本案發明者在有限之知識下,並無法報告出在習知技術 中,第3A圖態樣之擴散薄膜在於包含第1圖之擴散薄膜 之其他擴散薄膜相比,而具有優越之選擇散射特性及聚光 效果。然而,在習知技術所揭示之態樣裡,係包含有在高 分子薄膜中,可使用傾斜、形成圓筒狀區域作爲擴散薄膜 之揭示。現在,假設將該傾斜方向形成爲全數相同的情況 下,便成爲如第3A圖態樣之擴散薄膜。 相對於此,本發明係爲提供一種擴散薄膜,爲在高分子 薄膜中,呈多數形成斷面形狀爲將長條狀圓柱構造之高折 射率區域朝薄膜之膜厚方向延伸、且將該長條狀區域配向 於薄膜之特定方向上的擴散薄膜,最佳爲將該長條狀之圓 柱構造呈傾斜地平行形成在薄膜表面之擴散薄膜,而該特 定之構成以及效果,係爲在習知技術之中從未揭示或暗示 之物者。 第4圖所示,係此種本發明之擴散薄膜之一例之薄膜表 面示意圖。擴散薄膜3 1係具有多數高折射區域3 3,係分 散而形成在高分子薄膜32中,並且,該高折射率區域33 係爲長條狀、且配向於薄膜之特定方向。在第4圖中,將 高折射率之長條狀區域33之長軸所配向之方向設爲薄膜 -10· 557367 五、發明說明(9) 之X軸方向,將短軸方向設爲薄膜之y軸方向。 在本發明之擴散薄膜31中,在使高折射率之長條狀區 域3 3傾斜的情況下,傾斜方向係以y軸方向爲佳。第5B 圖所示,係具有如第4圖所示般之表面圖型、且針對具有 在如第5A圖所示之y軸方向上僅傾斜角度0。(約20 ° ) 之長條狀區域(長寬比約爲2 : 1 ) 33之擴散薄膜,槪略 性地顯示出與第2圖相同之散射特性。 在第5B圖中,來自薄膜y軸正方向之射入光,在藉由 長條狀斷面之柱狀構造而散射時,高折射率之長條狀區域 3 3之長軸方向之光透過性係較短軸方向爲高,因此,透過 薄膜之光散射特性係如同以橢圓34所表示般,朝向y軸 方向之指向性係顯現出強烈之散射,並且,此種散射光之 橢圓係較透過同樣傾斜之圓柱狀構造的情況下,而更具有 多餘之朝向y軸方向之指向性散射特性。由薄膜之法線方 向射入之情況下,亦可顯現出朝向y軸方向之指向性之散 射特性3 5。針對於由薄膜之左右方向(x軸方向)射入之 光亦爲相同,可獲得將第3B圖情況下之散射特性於y軸 方向增長般變形之散射特性3 6、3 7。在任一方之情況下, 朝目視者方向(y軸負方向)之散射光強度係亦強於第3B 圖之情況。在第5 B圖中,亦針對來自X y座標之第1象限 及第2象限之方向之射入光,而顯現出其透過散射特性38 。該等透過散射特性3 8 ’亦表現出朝向視角方向(y軸負 方向)之散射光強度。從而,將擴散薄膜作爲顯示畫面之 •11- 557367 五、發明說明(1〇) 後,對於目視者而言,來自目視者背後以外之全數方向、 特別是來自正面方向之寬廣角度之射入光(照明光),高 折射區域係顯現出較圓柱狀構造之情況下更爲強烈之朝視 角方向(y軸負方向)散射聚光。再者,視角方向(y軸 負方向)之透過散射特性39係爲,顯現出在y軸方向形 成爲短之傾向,此係可解釋爲透過率爲高者,如上述,係 意味著有,將來自目視者背後以外之全數方向呈選擇性之 散射聚光之光以反射膜進行反射後,便可毫無浪費地進行 散射而反射至視角者。從而,由此觀點來看,亦可有助於 提昇反射影像之明亮度。 本發明之擴散薄膜係如上述,柱狀構造雖係以對於薄膜 表面呈傾斜者較佳,但是,並非一定要呈傾斜狀,亦可形 成在薄膜之法線方向。 第6B圖所示,係在第4圖所示之表面圖型上,將高折 射率區域43形成在高分子薄膜42中、且將如第6A圖所 示之柱狀構造形成在薄膜法線方向之擴散薄膜41,而以槪 略性的顯示與第2圖呈相同之散射特性。 在此情況下,呈垂直射入薄膜之光,係如前所述般橢圓 之長軸方向之光透過性係較短軸方向爲高,因此,藉由橢 圓之短軸方向、亦即薄膜之y軸方向(圖中之左右方向) 而進行更多散射(透過光散射特性44)。傾斜於y軸方向 、且已射入之光之y軸方向的散射,係相對於柱狀構造而 僅呈傾斜地射入之部分,雖少於法線方向射入之情況,但 -12- 557367 五、發明說明(11) 仍是散射於y軸方向(透過光散射特性4 5、4 6 )。另一方 面,來自薄膜之X軸方向(圖中之法線方向)而傾斜射入 之光,係相對於柱狀構造而射入至長軸方向,因此,朝短 軸方向(y軸方向)之散射係更爲減少,作爲整體而言係 減少散射(透過光散射特性47、48)。 在第6圖之情況下,散射特性亦是藉由高折射區域由圓 形變化呈長條狀,而獲得朝向視角方向之散射爲多之散射 特性,特別是獲得有相對於目視者而而言,來自於正面方 向之射入光之選擇性地散射爲高之散射特性44、45。 在本發明之擴散薄膜中,具有長條狀橫斷面之柱狀構造 之形成方法並未有特別限定,雖可由所有習知之方法中選 擇性的採用,然而,卻以呈選擇性的將放射線照射至具有 感放射線性之高分子薄膜,形成高折射率之柱狀構造之方 法者爲佳。高分子薄膜在放射線照射前,係可爲預聚合物 (pre-polymer)或是單體(monomer),亦可爲在放射線 照射後因應需要,而以加熱等方法重合者。將柱狀構造形 成於感放射線性高分子薄膜者,係在感放射線性高分子薄 膜之表面上形成作爲遮罩之層,將長條狀孔圖型形成在該 遮罩層上,可通過該長條狀孔圖型、藉由將放射線以所定 角度照射在感放射線性高分子薄膜上來進行。遮罩之形成 方法,已知係有黃光製程(photolithography)。除此之 外,亦可將放射線呈掃描照射至感放射線性高分子薄膜上 ,進而直接形成感放射線區域。此外,在高分子薄膜上亦 -13- 557367 五、發明說明(12) 可利用雷射光束等其他方式進行穿孔,而使孔內充塡有高 折射率材料之方法。 藉由放射線照射而形成高折射率區域之感放射線性高分 子薄膜之材料,雖並未有特別之限定,卻可使用例如由 DuPont公司在市面上販售之OMNIDEX (註冊商標)、HRF 以及 HRF600。 高分子薄膜之母材以及高折射率區域之折射率係爲,在 本發明中並未有特別之限定,雖考慮而決定使用與光學元 件等其他構件之配合(matching),不過,一般係利用在 1 . 48附近之折射率者爲佳。具有複折射率後因進行著色故 而不佳,然而,倘若在容許複折射率之用途下亦可存在有 複折射率。高分子薄膜之母材與高折射率區域,係以本體 爲光透過性爲高之材料者爲佳。高分子薄膜之母材與高折 射率區域之折射率之差係以越大者爲佳,然而,一般係設 定在0.005〜0.2之範圍內之折射率差。折射率差未達到 0.005時,則不容易得到充分之散射特性。最佳係爲在 0.005〜0.1之範圍內。 高分子薄膜之母材與高折射率區域之折射率係爲,可在 該等二相之界面上呈劇烈地變化,然,呈漸進式之變化因 可獲得所希望之散射特性故而爲佳。 形成於本發明之擴散薄膜上之長條狀高折射率區域之尺 寸(於薄膜表面上之尺寸)係爲,由與光之波長的關係來 看,短軸及長軸均爲數l〇nm〜數100//m、較佳爲50nm〜 -14- 557367 五、發明說明(13) 100/zm、特S!J係爲l〇〇nm〜50/zm。若是過大於此種尺寸或 是過小於此種尺寸,便無法獲得透過光之所希望的散射特 性。 形成在本發明之擴散薄膜之長條狀高折射率區域之橫斷 面之長軸、以及短軸之平均尺吋比例(平均長寬比)係爲 ,必須大於1 ·· 1,不過,通常係由1 · 2 ·· 1〜1 0 : 1之範圍 內所選擇,較佳係爲在1 · 5 : 1〜5 : 1之範圍內,特別係 爲2 : 1附近。當平均長寬比超過1 〇 : 1時,散射特性便 會減低。此外,長條狀高折射率區域之形狀雖以橢圓爲佳 ,然而,亦可爲矩形、棒狀、卵型等。另外,形成於本發 明擴散薄膜之高折射率區域係爲,除了長條狀區域的同時 ,亦可包含等軸區域(典型的係爲圓形區域)。無論是僅 有存在長條狀高折射率區域之情況、或是長條狀區域與等 軸區域雙方之高折射率區域混合並存的情況下,在薄膜之 特定方向中,高折射率區域之橫斷面平均之長軸與短軸之 尺寸比(平均長寬比)係以在上述範圍內者爲佳。 形成在本發明之擴散薄膜之長條狀高折射率區域之尺寸 及長寬比,係可在各個長條狀高折射率區域中呈相異者、 亦可呈全數相同者。然而,以隨機設定尺寸以及長寬比之 方式,係可防止波紋(moire),或是可達成良好之散射 特性之效果,故而爲佳。 形成在本發明之擴散薄膜中之長條狀高折射率區域係爲 ,將配向於薄膜之特定方向者作爲其特徵,不過,並非必 -15· 557367 五、發明說明(14) 須將全數之長條狀高折射率區域配向於同一方向,倘若是 以平均地進行配向時,可獲得所希望之散射效果者亦可。 相對於形成在本發明之擴散薄膜之長條狀高折射率區域 之柱狀構造之薄膜的傾斜角度,一般係爲在0〜50度之範 圍內,較佳爲在10〜20度之範圍內。如同先前參照圖面 而進行之說明,長條狀高折射率區域係爲,由薄膜之法線 方向傾斜之一方,因選擇散射、聚光特性爲優者而較佳。 長條狀高折射率區域之傾斜角度、以及柱狀構造之傾斜角 度,一般係因由於散射特性抑或製法上呈相同而較爲容易 者故爲較佳,然而,即使混合有傾斜成不同角度之柱狀構 造、藉由作爲平均之傾斜角度係可表現出大略之散射特性 ,並且,傾斜角度之分散,係將視角依存之選擇散射聚光 特性以更佳寬廣之視角進行所希望之作用,因此,亦具有 較佳之情況。再者,亦可意圖性地組合2個以上之不同傾 斜角度(例如爲交叉狀)之柱狀構造的長條狀高折射率區 域,而可獲得特異之散射特性。 本發明之散薄膜之膜厚雖未有限定,然而,一般係爲在 約2/z m〜約100//m之範圍內。 本發明之擴散薄膜係爲,最佳爲適用於液晶顯示裝置, 特別是適用於作爲反射型及半透過型之液晶顯示裝置之擴 散薄膜。 在第7圖及第8圖中揭示液晶顯示裝置之例子。於形成 電極62、64之玻璃基板61、65之間存在有液晶層63’擴 -16- 557367 五、發明說明(15) 散薄膜66 —般係配置於光射入側之玻璃基板65之上(第 7圖),或是配置在光反射側之玻璃基板61下之反射膜 67之表面上(第8圖)。相位差板68、偏光薄膜69係爲 在使用之情況下,一般係設置在擴散薄膜66之外側(雖 未圖示,但是係與第8圖相同)。擴散薄膜66係可配置 於雙方,此外,液晶顯示裝置之構成係未限定於圖式之例 子中。 另外,在藉由背光模組而使光由液晶層背面照射之情況 下,於背光模組與液晶層之間、亦即在射入光側上,設置 有通常光擴散薄膜層。在作爲此種背光模組方式之液晶顯 示裝置的情況下,可獲得較將本發明之光學薄膜與反射偏 光子組合者更佳之結果。在第9圖中,於背光方式之液晶 顯示裝置中,係顯示出本發明之光學薄膜與反射偏光子組 合之例。 爲了將反射偏光子使用在行動電話· PDA等液晶顯示裝 置之中,必須得確保反射時之明亮度。在使用反射偏光子 的情況下,若過於執著提昇透過時之亮度,則反射時之亮 度便會下降。在行動電話· PDA等液晶顯示裝置之中,最 佳者係爲,作爲一種光擴散薄膜,其機能乃爲即使在透過 、反射之兩種狀態中,亦可實現明亮之辨識性優越之影像 之光學薄膜者爲佳。 在第9圖中,71係爲光擴散薄膜、72爲反射偏光子、 73爲丙烯酸系粘著劑、74爲導光板、75爲光源。在通常 -17- 557367 五、發明說明(16) 光擴散薄膜7 1上係接著有第8圖之液晶顯示裝置之玻璃 基板61。來自導光板74之光係藉由未圖示之BEF (聚光 片)而聚光,且射入至反射偏光子72。已射入之光係藉由 反射偏光子72而僅透過P波、且S波係被反射。再者, 透過以BEF等所反射之光之P波、且反射S波。在如此反 覆作動之下,S波係被變換成P波、且可利用從來未被利 用之S波。亦即,藉由設置在通常液晶顯示裝置上之偏光 薄膜,而使S波被截斷,然而,卻形成了藉由反射偏光子 之使用,而使得以習知之偏光薄膜所截斷之S波亦可有效 地利用。此外,在本發明中,並非必定要將BEF利用在背 光模組中,亦可無須已聚光之光。另外,即使在藉由背光 模組而進行照明的情況下,因反射偏光子具有作爲反射膜 之機能,因此,雖然相較於全反射膜等之反射膜在性能上 有些許下降,然而,卻是可充分的作爲反射型液晶顯示裝 置而利用。 此外,如第1 0圖所示,將本發明之光學薄膜作爲光擴 散薄膜76而使用,藉由將其與習知之等方散射性之光擴 散薄膜77組合使用,而可獲得正面方向之明亮度較明亮 、且具有寬廣視角之液晶顯示裝置。此種等方散射性光擴 散薄膜係爲,亦可非呈薄膜狀之物者。例如,將本發明之 光學薄膜接著、或是黏著於反射膜、玻璃基板等之際,使 用基底聚合物與折射率相異(例如,含有球狀之塡充物) 之接著劑或黏著劑,使用此種黏著劑或接著劑,將光學薄 -18- 557367 五、發明說明(17) 膜接著、或是黏著至反射膜、玻璃基板等之上,而形成光 擴散性之接著劑層或是黏著劑層者亦可。藉由將等方散射 性之光擴散薄膜、或是光擴散層與本發明之光學薄膜進行 組合,以等方散射性之光擴散薄膜而使來自周邊之光呈寬 闊地擴散。此種呈寬闊地擴散之光,亦包含藉由本發明之 光學薄膜而於正面方向進行光之聚光。藉此,能將本發明 之光學薄膜之效果與習知之等方散射性薄膜之效果相輔相 成,在由正面方向觀察液晶畫面之際,可呈辨識性較佳、 且可觀察明亮影像,同時,可形成具有寬廣視角之液晶顯 示裝置。 在參照作爲液晶顯示裝置之例子的行動電話來進行說明 之後,使用如第4圖、第5圖所示之擴散薄膜,如第1 1B 圖所示,於行動電話81之顯面畫面82之左右方向上,係 配向有長條狀高折射率區域83之長軸方向,此外,柱狀 構造83之傾斜係以呈柱狀構造之薄膜表面側端部位於畫 面上方、且柱狀構造之薄膜底面側端部則朝向畫面下方般 地設置擴散薄膜,然而,係因可獲得最佳散射特性者故而 較佳。在此種行動電話中,目視者86在目視行動電話8 1 時,來自由目視者背後上方至正面上方爲止之寬廣範圍所 射入之光,在以液晶顯示元件反射時,主要係可在目視者 86之方向上呈選擇性的散射聚光反射。此種散射反射特性 係爲,多爲利用在目視行動電話等顯示畫面之情況下之態 樣之中,係用以提昇影像之明亮度者。 -19- 557367 五、發明說明(18) 第1 2圖所示係本發明之另一液晶顯示裝置之例。液晶 顯示裝置91雖以包含偏光板(參照第7圖之69)之型式 居多,不過,在此情況下,偏光板係以傾斜設置於將該偏 光軸之方向93由目視者所見爲來自上下方向94、僅朝左 右任一方傾斜某一角度0 (例如,約3 5〜4 5 ° )者居多。 偏光板係因利用偏光軸方向之光,因此,本發明之散射薄 膜亦是呈使偏光軸方向之散射形成較強、且長條狀區域( 圓柱構造之橫斷面)95之短軸方向被設定在偏光板之偏光 軸方向上者較佳。此外,在此情況下,長條狀區域與偏光 軸之間的配向整合性亦係以完全者較佳,然而,倘若具有 實質意義者亦可。 如上所述之特性,係與來自背光模組之照射光、射入至 液晶顯示裝置之情況相同,從而,在透過、反射之兩狀態 中,係可實現明亮之辨識性較佳之影像。此外,如上所述 ,將反射偏光子或是等方散射性光擴散薄膜一同使用於本 發明之光擴散薄膜的情況下,亦可獲得相較於在正面方向 使用習知之光擴散薄膜之情況下而更爲明亮之顯示影像, 同時,可進行視角寬廣之顯示。 以下,將本發明藉由實施例而具體的進行說明,然而, 本發明並非爲以下列實施例而受到任何限定。 【實施例】 〔實施例1〕 參照第1 3圖。使用在對苯二酸-乙二醇縮聚物薄膜1 〇】 -20- 557367 五、發明說明(19) 上塗覆厚度50#m之DuPont製之OMNIDEX,HRF600以作 爲感光性聚合物,在此種感光性聚合物層102之表面上, 以硬式接觸(hard contact)法密著具有如第4圖之橢圓 形孔圖型的遮罩1 03。惟,遮罩之橢圓形孔圖型係爲,長 軸及短軸之比爲2: 1,長軸尺寸爲在500nm〜30#m之範 圍內、且平均爲2 # m。橢圓形孔係配向於一軸方向。 將由水銀燈所獲得之紫外線以透鏡系列聚光呈平行光, 由遮罩103上方相對於法線,自0 = 0〜50度之範圍的照 射角度選擇、照射。照射時間係設定爲由數秒至數分。之 後,以120°C進行1小時之加熱處理。 其結果,具有依據遮罩孔之圖型的斷面構造,相對於薄 膜法線方向,而獲得具有形成所定傾斜角度之柱狀構造、 且具有高折射率區域之擴散薄膜。擴散薄膜之高分子矩陣 之折射率爲1.47,高折射率區域之折射率爲1.5 2。 將如此所獲得之擴散薄膜之透過散射特性揭示如第1 4 圖,由擴散薄膜105之一方側射入106、且於薄膜之相反 側上配置光偵測部1 07,變換光偵測部1 07之位置,而求 出射出光之方向及角度(相對於射入光之行進方向之方向 及角度)與透過光強度之關係。另外,變化射入光之射入 方向及角度,分別呈相同地求出射出光之方向及角度(相 對於射入光之行進方向之方向及角度)與透過光強度之關 係。射入光及射出光之方向及角度的定義,係先參照第1 圖至第6圖,且如同前述說明所述。 -21 - 五、發明說明(2〇) 其結果’例如相對於感光性聚合物,針對光照射角度20 度之擴散薄膜,所得到之透過散射特性係揭示於第5B圖 。亦即’在薄膜表面中,將橢圓之長軸方向設爲X軸方向 、而將射入於柱狀構造之軸線方向之方向設爲y軸正方向 時’在y軸負之方向上便呈幾乎沒有散射之透明狀態。另 一方面’由X軸正方向經由y軸正方向而到達X軸負方向 之上半部分之光,係在正面方向產生如同散射集中般之具 有異向性之散射。也因此,已射入之光係效率較佳地聚光 至正面,而提昇正面亮度。 〔實施例2〕 在與實施例1相同之感光性聚合物中,使用橢圓形狀之 長短軸比爲1 · 5 : 1之遮罩,除了將光照射角度0設爲20 度以外,係與實施例丨相同的作成擴散薄膜。 並且與實施例1相同的評估透過散射特性。 與實施例1相同的,可呈效率較佳地將射入光聚光至正 面。 〔實施例3〕 在與實施例1相同之感光性聚合物中,使用橢圓形狀之 長短軸比爲2 : 1之遮罩,除了將光照射角度0設爲1 〇度 以外,係與實施例1相同的作成擴散薄膜。 並且與實施例1相同的評估透過散射特性。 與實施例1相同的,可呈效率較佳地將射入光聚光至正 面0 •22- 557367 五、發明說明(21) 〔實施例4〕 在與實施例1相同之感光性聚合物中,使用橢圓形狀之 長短軸比爲1 . 5 : 1之遮罩,除了將光照射角度0設爲i 〇 度以外,係與實施例1相同的作成擴散薄膜。 並且與實施例1相同的評估透過散射特性。 與實施例1相同的,可呈效率較佳地將射入光聚光至正 面。 〔實施例5〕 在與實施例1相同之感光性聚合物中,使用橢圓形狀之 長短軸比爲1 · 5 : 1之遮罩,除了將光照射角度Θ設爲0 度以外,係與實施例1相同的作成擴散薄膜。 並且與實施例1相同的評估透過散射特性。 將所得到之透過散射特性揭示於第6B圖。亦即,在薄 膜表面中,來自橢圓短軸方向(薄膜y軸方向)所射入之 光,係延伸於薄膜y軸方向而進行散射。此種方向之光係 可呈效率較佳地將光聚光至正面。在行動電話之小型資訊 機器之液晶顯示器中,係著重於可將正面之光呈效率較佳 地進行聚光,因此,實施例5之擴散薄膜係可將此方向之 光呈效率較佳地進行聚光。 【產業上利用之可能性】 藉由本發明,提供一種擴散薄膜,係在高分子薄膜中, 形成具有長條狀斷面之柱狀構造之高折射率區域,而在正 面上具有效果係爲,產生將散射集中般持有異向性之散射
-23· 557367 五、發明說明(22 ) ,再者,因正面視角方向係呈透明,故而在液晶顯示面板 等之中作爲擴散薄膜使用之情況下,具有提昇視角方向之 正面亮度之效果。此外,亦提供有使用具有此種效果之擴 散薄膜的光學元件以及液晶顯示裝置。 圖式簡單說明 第1A圖至第1D圖所示,係在高分子薄膜中,具有圓柱 構造之高折射率區域之擴散薄膜、以及已將塡充物充塡至 高分子薄膜中之擴散薄膜之斷面圖與垂直射入光之透過散 射特性圖。 第2圖所示,係在高分子薄膜中,將圓柱構造之高折射 率區域顯示出於薄膜法線方向所具有之擴散薄膜之射入角 依存之透過散射特性圖。 第3A圖及第3B圖所示,係在高分子薄膜中,具有將圓 柱構造之高折射率區域相對於薄膜法線方向呈傾斜之擴散 薄膜之斷面圖、以及射入角依存之透過散射特性圖。 第4圖所示,係在高分子薄膜中,具有橢圓斷面之柱狀 構造之高折射率區域之擴散薄膜的平面圖。 第5A圖及第5B圖所示,係在高分子薄膜中,具有將橢 圓斷面之柱狀構造之高折射率區域相對於薄膜法線方向呈 傾斜之擴散薄膜的斷面圖、以及射入角依存之透過散射特 性圖。 第6A圖及第6B圖所示,係在高分子薄膜中,具有於法 線方向之橢圓斷面柱狀構造之高折射率區域的擴散薄膜斷 -24- 557367 五、發明說明(23) 面圖、以及射入角依存之透過散射特性圖。 第7圖所示,係液晶顯示裝置之斷面示意圖。 第8圖所示,係其他液晶顯示裝置之斷面示意圖。 第9圖所示,係用以說明光學薄膜與反射偏光子之積層 薄膜之光擴散·透過性之說明圖。 第10圖所示,係本發明之光學薄膜與等方光擴散薄膜 之積層薄膜。 第11A圖及第11B圖所示,係將擴散薄膜使用在行動電 話中之例之正面圖及局部側視圖。 第1 2圖所示,係將本發明適用在使用偏光薄膜之液晶 顯示裝置之情況之例。 第1 3圖所示,係說明在實施例中之感光性聚合物之曝 光方法之說明圖。 第1 4圖所示,係說明在實施例中之擴散薄膜之透過散 射特性之評估方法之說明圖。 【圖式符號說明】 1 :光擴散薄膜 2 :高分子薄膜 3 :高折射率區域 4 :圓 5 :透過散射光 6 :透過散射光 7 :透過散射光 -25- 557367 五、發明說明(24 ) 8 :透過散射光 2 1 :擴散薄膜 23 :圓柱狀區域 24 :透過光 25 :透過光 26 :透過光 27 :透過光 28 :透過光 3 1 :擴散薄膜 34 :橢圓 35 :指向性散射特性 36 :散射特性 37 :散射特性 38 :透過散射特性 39 :透過散射特性 41 :擴散薄膜 42 :高分子薄膜 44 :透過光散射特性 45 :透過光散射特性 46 :透過光散射特性 47 :透過光散射特性 48 :透過光散射特性 6 1 :玻璃基板 -26- 557367 五、發明說明(25) 6 2 :電極 6 3 :液晶層 6 4 :電極 65 :玻璃基板 66 :擴散薄膜 67 :反射膜 68 :相位差板 6 9 :偏光薄膜 7 1 :光擴散薄膜 72 :反射偏光元件 73 :丙烯酸系粘著劑 74 :導光板 7 5 :光源 76 :光擴散薄膜 77 :光擴散薄膜 8 1 :行動電話 8 2 :顯不畫面 83 :長條狀高折射率區域 86 :目視者 9 1 :液晶顯示裝置 9 2 :顯示畫面 95 :長條狀區域 1 0 1 :對苯二酸-乙二醇縮聚物薄膜 -27- 557367 五、發明說明(26) 102 :感光性聚合物層 103 :遮罩 105 :擴散薄膜 106 ··射入 107 :光偵測部 -28-