TWI414833B - 低色偏光學元件及包含此光學元件之背光模組及液晶顯示器 - Google Patents

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Description

低色偏光學元件及包含此光學元件之背光模組及液晶顯示器
本發明係有關於一種低色偏光學元件，特別是有關於一種可補償色偏差之光學元件及包含此光學元件之背光模組及液晶顯示器。
液晶顯示器從90年代開始發展後，目前已成為最重要的顯示技術，近幾年來已成功取代傳統CRT的市場，在龐大的市場需求下，傳統技術的瓶頸如亮度、色彩、對比及反應速度等問題都逐漸在改善中，而一些新的需求開始出現，如節能及環保已漸漸成為液晶顯示器未來重要的技術指標之一。在液晶顯示器的組成中，被使用來產生偏極光的是一種吸收型的偏光膜，由於非偏極光經過該吸收型偏光膜後，會有一半以上的光被偏光膜吸收而損失，因此造成了液晶顯示器光使用效率不佳的問題，為了顯示器的亮度及節能考量，增加偏光式增亮膜的設計後就可使原本會被偏光膜吸收的光，轉換成可通過原吸收型偏光膜的偏光態，以致於理論上可以完全未損失而通過，如此就可大幅提昇LCD對光的使用效率。
常見的增亮膜技術有集光式增亮膜及偏光式增亮膜兩種，而後者是目前液晶顯示器技術中唯一可兼顧亮度提昇及節能的光學膜片，所謂的偏光式增亮技術分為兩類，第一類是由膽固醇液晶及四分之一位相差板組合而成，第二類是多層具特殊雙折射率(Birefringence)特性的高分子膜層交疊而成，兩者都能用分離偏光的方式將非偏極光轉為可通過下偏光片的偏極光，此外，亦可將未穿透之偏極光反射回背光模組，由於模組中底層反射片具有擴散(Diffusion)與擾亂(Scrambling)效應，故可將原未穿透之偏極光部分轉化為可穿透偏極光，進而可通過下偏光片。經此往復作用後，原本應被吸收而損耗的光線大都轉成可利用的有效光，LCD模組亮度因此可大幅提升。
背光模組是液晶顯示器的關鍵元件，而增亮膜又是背光模組中的重要元件，多層膜式的增亮膜設計原理是以高低不同折射率的光學材料層層疊製，讓光藉由多層介質的層層篩選而分離成可穿透的線偏光及未穿透的另一線偏光，後者並被再利用而達成增亮之效果，這可以說是一種top down的技術。另一方面，亦可藉由一種bottom up的技術來達成相同的效果，詳細言之，即是利用膽固醇液晶天生具有分離左、右圓偏光能力的特質來達成增亮的效果；然而，膽固醇液晶增亮膜現行最困擾的問題是其大視角有原生的色偏差缺陷為其應用上之最大缺憾。
增亮膜技術中，多層膜技術，例如美國專利第6,107,364號與膽固醇液晶技術，例如美國專利第6,088,079號。尤其美國專利第6,721,030號、第6,879,356號及第6,669,999號等均揭示了利用膽固醇液晶分離偏光之能力來製作增亮膜片的技術，該增亮膜於穿透式LCD可增進其光能量的使用效率，理論上亮度可達原來的兩倍，又有其成本之競爭優勢。
膽固醇液晶增亮膜因有其自然天性大視角色偏差缺陷問題，所以如美國專利第6,099,758號由Merck公司所揭示的結構，美國專利第5,731,886號由Rockwell公司，及美國專利第6,342,934號由日東電工所揭示的結構，皆係使用具有補償色偏差功能的膽固醇增亮膜片，以達到增亮、與低色偏等效果。上述所提之專利其補償結構，均係置放於膽固醇液晶層靠近面板側之上表面，更進一步言之，上述前案補償的方式都是針對穿透後的偏極光來作補償。此外，前案亦需要反覆貼膜。
另一前案係美國專利第6,630,974號由Reveo公司所揭示的結構，該專利係在一廣波域的膽固醇液晶增亮膜上下皆貼有一紅外波域的膽固醇液晶(c-plate)以修正其椭圓偏極光。
本發明之一實施例，提供一種低色偏光學元件，包括：一膽固醇液晶膜；一第一相位延遲膜，設置於該膽固醇液晶膜上方；以及一第二相位延遲膜，設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中。
本發明光學元件至少包含一膽固醇液晶膜，可將入射光分離成左、右圓偏極光，而無法通過膽固醇液晶膜之圓偏極光會反射，其偏光態再經位於膽固醇液晶膜下方具色偏差補償效果的第二相位延遲膜加以改變，以調整最終膽固醇液晶膜出射光的色偏差。
本發明之一實施例，提供一種背光模組，包括：一光源；一導光板，設置於該光源之一側；一反射板，設置於該導光板下方；一光學元件，設置於該導光板上方；以及一偏光板，設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中。
本發明之一實施例，提供一種背光模組，包括：一光源；一反射板，設置於該光源上方；一光學元件，設置於該反射板上方；以及一偏光板，設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中。
本發明具可補償膽固醇液晶反射偏極光效能之光學元件與光源及反射板結合後，即成為一增亮、低色偏、廣視角的背光模組，且具有製程簡便的優點。
本發明於膽固醇液晶膜遠離面板側之下表面設置一第二相位延遲膜(色偏差補償膜)，其膜內分子具配向傾角及自我扭轉排列之特性(或膜之光學組態為a-plate、c-plate或o-plate)，以對反射後之偏極光進行補償，解決大角度色偏差的問題。此外，本發明可利用直接塗佈法將第二相位延遲膜整合於膽固醇液晶膜的臨光源側，不需反覆貼膜，亦不需額外的配向膜，可有效的簡化製程。另本發明亦可有效保護膽固醇液晶膜表面，避免組裝時刮傷及液晶因外界因素變質之風險。
本發明之一實施例，提供一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板；以及一背光模組，設置於該液晶顯示面板下方，其中，該背光模組包括一光源、一導光板、一反射板、一光學元件與一偏光板，該導光板設置於該光源之一側，該反射板設置於該導光板下方，該光學元件設置於該導光板上方，該偏光板設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中。
本發明之一實施例，提供一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板；以及一背光模組，設置於該液晶顯示面板下方，其中，該背光模組包括一光源、一反射板、一光學元件與一偏光板，該反射板設置於該光源上方，該光學元件設置於該反射板上方，該偏光板設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中。
為讓本發明之上述目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參閱第1圖，說明本發明之一實施例，一種光學元件。光學元件2包括一膽固醇液晶膜22、一第一相位延遲膜23與一第二相位延遲膜21。第一相位延遲膜23設置於膽固醇液晶膜22上方。第二相位延遲膜21設置於膽固醇液晶膜22下方。值得注意的是，第二相位延遲膜21包括複數個分子24，以一傾斜、扭轉態樣(如第2圖所示)排列於第二相位延遲膜21中。
第一相位延遲膜23可為一四分之一波長相位延遲膜，其平面相位差值大體介於110~150奈米。
上述排列於第二相位延遲膜21中的分子24可包括液晶分子或高分子單體。分子24以一角度大體介於1~89度，或介於1~45度的傾角排列於第二相位延遲膜21中，另分子24以一角度大體介於1~360度，或介於1~90度的扭轉角排列於第二相位延遲膜21中，以於第二相位延遲膜21中形成一傾斜、扭轉排列態樣。第二相位延遲膜的光學組態可包括a-plate、c-plate或o-plate。第二相位延遲膜21的厚度大體介於0.1~20微米。
當光源進入本發明具有第二相位延遲膜的膽固醇液晶膜時，不同入射角(incident angle)的光會造成不同的相位差值，如第16圖所示，此係由於液晶以不對稱方式排列所造成的光學特性，由此可知，形成第二相位延遲膜的複數個分子，是以一傾斜、扭轉態樣排列於第二相位延遲膜中。
光學元件2中，第二相位延遲膜21可與膽固醇液晶膜22直接接觸，或可藉由一形成於第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22之間的光學膠層(未圖示)貼合第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22。
本發明光學元件至少包含一膽固醇液晶膜，可將入射光分離成左、右圓偏極光，而無法通過膽固醇液晶膜之圓偏極光會反射，其偏光態再經位於膽固醇液晶膜下方具色偏差補償效果的第二相位延遲膜加以改變，以調整最終膽固醇液晶膜出射光的色偏差。
仍請參閱第1圖，說明本發明之一實施例，一種背光模組。背光模組6包括一光源11、一導光板1、一反射板12、一光學元件2與一偏光板3。導光板1設置於光源11之一側。反射板12設置於導光板1下方。光學元件2設置於導光板1上方。偏光板3設置於光學元件2上方。光學元件2包括一膽固醇液晶膜22、一第一相位延遲膜23與一第二相位延遲膜21。第一相位延遲膜23設置於膽固醇液晶膜22上方。第二相位延遲膜21設置於膽固醇液晶膜22下方。值得注意的是，第二相位延遲膜21包括複數個分子24，以一傾斜、扭轉態樣(如第2圖所示)排列於第二相位延遲膜21中。根據上述元件配置，背光模組6為一側向式背光模組。
背光模組6的光源11可包括一至複數個螢光燈管(CCFL)或發光二極體。
背光模組6中，光學元件2的第一相位延遲膜23可為一四分之一波長相位延遲膜，其平面相位差值大體介於100~210奈米。上述排列於第二相位延遲膜21中的分子24可包括液晶分子或高分子單體。分子24以一角度大體介於1~89度，或介於1~45度的傾角排列於第二相位延遲膜21中，另分子24以一角度大體介於1~360度，或介於1~90度的扭轉角排列於第二相位延遲膜21中，以於第二相位延遲膜21中形成一傾斜、扭轉排列態樣。第二相位延遲膜的光學組態可包括a-plate、c-plate或o-plate。第二相位延遲膜21的厚度大體介於0.1~10微米。光學元件2中，第二相位延遲膜21可與膽固醇液晶膜22直接接觸，或可藉由一形成於第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22之間的光學膠層(未圖示)貼合第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22。
背光模組6的偏光板3可為一吸收式偏光板。
請參閱第3圖，說明本發明之一實施例，一種背光模組。背光模組7包括一光源11、一反射板12、一光學元件2與一偏光板3。反射板12設置於光源11上方。光學元件2設置於反射板12上方。偏光板3設置於光學元件2上方。光學元件2包括一膽固醇液晶膜22、一第一相位延遲膜23與一第二相位延遲膜21。第一相位延遲膜23設置於膽固醇液晶膜22上方。第二相位延遲膜21設置於膽固醇液晶膜22下方。值得注意的是，第二相位延遲膜21包括複數個分子24，以一傾斜、扭轉態樣(如第2圖所示)排列於第二相位延遲膜21中。根據上述元件配置，背光模組7為一直下式背光模組。
背光模組7的光源11可包括一至複數個螢光燈管(CCFL)或發光二極體。
背光模組7中，光學元件2的第一相位延遲膜23可為一四分之一波長相位延遲膜，其平面相位差值大體介於100~210奈米。上述排列於第二相位延遲膜21中的分子24可包括液晶分子或高分子單體。分子24以一角度大體介於1~89度，或介於1~45度的傾角排列於第二相位延遲膜21中，另分子24以一角度大體介於1~360度，或介於1~90度的扭轉角排列於第二相位延遲膜21中，以於第二相位延遲膜21中形成一傾斜、扭轉排列態樣。第二相位延遲膜的光學組態可包括a-plate、c-plate或o-plate。第二相位延遲膜21的厚度大體介於0.1~10微米。光學元件2中，第二相位延遲膜21可與膽固醇液晶膜22直接接觸，或可藉由一形成於第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22之間的光學膠層(未圖示)貼合第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22。
背光模組7的偏光板3可為一吸收式偏光板。
本發明具可補償膽固醇液晶反射偏極光效能之光學元件與光源及反射板結合後，即成為一增亮、低色偏、廣視角的背光模組，且具有製程簡便的優點。
本發明於膽固醇液晶膜遠離面板側之下表面設置一第二相位延遲膜(色偏差補償膜)，其膜內分子具配向傾角及自我扭轉排列之特性(或膜之光學組態為a-plate、c-plate或o-plate)，以對反射後之偏極光進行補償，解決大角度色偏差的問題。此外，本發明可利用直接塗佈法將第二相位延遲膜整合於膽固醇液晶膜的臨光源側，不需反覆貼膜，可簡化製程。另本發明亦可有效保護膽固醇液晶膜表面，避免組裝時刮傷及液晶因外界因素變質之風險。
請參閱第1圖，說明本發明之一實施例，一種液晶顯示器。液晶顯示器8包括一液晶顯示面板5與一背光模組6。背光模組6設置於液晶顯示面板5下方。背光模組6包括一光源11、一導光板1、一反射板12、一光學元件2與一偏光板3。導光板1設置於光源11之一側。反射板12設置於導光板1下方。光學元件2設置於導光板1上方。偏光板3設置於光學元件2上方。光學元件2包括一膽固醇液晶膜22、一第一相位延遲膜23與一第二相位延遲膜21。第一相位延遲膜23設置於膽固醇液晶膜22上方。第二相位延遲膜21設置於膽固醇液晶膜22下方。值得注意的是，第二相位延遲膜21包括複數個分子24，以一傾斜、扭轉態樣(如第2圖所示)排列於第二相位延遲膜21中。根據上述元件配置，背光模組6為一側向式背光模組。
背光模組6的光源11可包括一至複數個螢光燈管(CCFL)或發光二極體。
背光模組6中，光學元件2的第一相位延遲膜23可為一四分之一波長相位延遲膜，其平面相位差值大體介於110~150奈米。上述排列於第二相位延遲膜21中的分子24可包括液晶分子或高分子單體。分子24以一角度大體介於1~89度，或介於1~45度的傾角排列於第二相位延遲膜21中，另分子24以一角度大體介於1~360度，或介於1~90度的扭轉角排列於第二相位延遲膜21中，以於第二相位延遲膜21中形成一傾斜、扭轉排列態樣。第二相位延遲膜的光學組態可包括a-plate、c-plate或o-plate。第二相位延遲膜21的厚度大體介於0.1~20微米。光學元件2中，第二相位延遲膜21可與膽固醇液晶膜22直接接觸，或可藉由一形成於第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22之間的光學膠層(未圖示)貼合第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22。
背光模組6的偏光板3可為一吸收式偏光板。
請參閱第3圖，說明本發明之一實施例，一種液晶顯示器。液晶顯示器9包括一液晶顯示面板5與一背光模組7。背光模組7設置於液晶顯示面板5下方。背光模組7包括一光源11、一反射板12、一光學元件2與一偏光板3。反射板12設置於光源11上方。光學元件2設置於反射板12上方。偏光板3設置於光學元件2上方。光學元件2包括一膽固醇液晶膜22、一第一相位延遲膜23與一第二相位延遲膜21。第一相位延遲膜23設置於膽固醇液晶膜22上方。第二相位延遲膜21設置於膽固醇液晶膜22下方。值得注意的是，第二相位延遲膜21包括複數個分子24，以一傾斜、扭轉態樣(如第2圖所示)排列於第二相位延遲膜21中。根據上述元件配置，背光模組7為一直下式背光模組。
背光模組7的光源11可包括一至複數個螢光燈管(CCFL)或發光二極體。
背光模組7中，光學元件2的第一相位延遲膜23可為一四分之一波長相位延遲膜，其平面相位差值大體介於100~210奈米。上述排列於第二相位延遲膜21中的分子24可包括液晶分子或高分子單體。分子24以一角度大體介於1~89度，或介於1~45度的傾角排列於第二相位延遲膜21中，另分子24以一角度大體介於1~360度，或介於1~90度的扭轉角排列於第二相位延遲膜21中，以於第二相位延遲膜21中形成一傾斜、扭轉排列態樣。第二相位延遲膜的光學組態可包括a-plate、c-plate或o-plate。第二相位延遲膜21的厚度大體介於0.1~10微米。光學元件2中，第二相位延遲膜21可與膽固醇液晶膜22直接接觸，或可藉由一形成於第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22之間的光學膠層(未圖示)貼合第二相位延遲膜21與膽固醇液晶膜22。
背光模組7的偏光板3可為一吸收式偏光板。
請參閱第1圖，以一側向式背光模組液晶顯示器為例作說明。來自光源11的光線經導光板1進入光學元件2。光學元件2由一第一相位延遲膜(四分之一波長相位延遲膜)23、一膽固醇液晶膜22與一第二相位延遲膜(色偏差補償膜)21所組成。光線在進入膽固醇液晶膜22時，膽固醇液晶膜22會將入射光分離成左旋圓偏光及右旋圓偏光，此兩種圓偏光中，其旋光方向與膽固醇液晶之螺旋方向相反者，可穿透膽固醇液晶膜22，進入第一相位延遲膜23，而與膽固醇液晶螺旋方向相同之圓偏光則會被反射，此時，被反射之圓偏光會先通過第二相位延遲膜21，再經反射板12反射回第二相位延遲膜21。此處的第二相位延遲膜21即用來調整反射光之偏光態。之後，偏光態經調整後之反射光續通過第一相位延遲膜23、一吸收式偏光板3與一液晶顯示面板5。
【實施例】
【實施例1】
光學元件(1)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。以一旋轉塗佈機(塗佈轉速為600轉)塗佈一液晶材料(第二相位延遲膜)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上。第二相位延遲膜的膜厚為2微米。液晶材料(型號：RMS-015)由默克光電提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。之後，置入一曝光機台，以進行一UV光硬化製程(溫度為25℃，時間為10秒)。至此，即完成本發明實施例1之光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料)。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第4a圖(以左、右視角0度觀察)與第4b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例2】
光學元件(2)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。以一旋轉塗佈機(塗佈轉速為500轉)塗佈一液晶材料(第二相位延遲膜)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上。第二相位延遲膜的膜厚為3微米。液晶材料(型號：RMS-015)由默克光電提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供之後，置入一曝光機台，以進行一UV光硬化製程(溫度為25℃，時間為10秒)。至此，即完成本發明實施例2之光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料)。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第5a圖(以左、右視角0度觀察)與第5b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例3】
光學元件(3)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一液晶材料(o-plate)(第二相位延遲膜)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為0度)。第二相位延遲膜的膜厚為2微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。至此，即完成本發明實施例3之光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第6a圖(以左、右視角0度觀察)與第6b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例4】
光學元件(4)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一第一液晶材料(o-plate)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(第一液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為0度)。接著，貼合一第二液晶材料(o-plate)於第一液晶材料上(第二液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為0度)(第一液晶材料與第二液晶材料共同組成第二相位延遲膜)。至此，即完成本發明實施例4之光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為24微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第7a圖(以左、右視角0度觀察)與第7b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例5】
光學元件(5)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一液晶材料(o-plate)(第二相位延遲膜)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為90度)。第二相位延遲膜的膜厚為2微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。至此，即完成本發明實施例5之光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第8a圖(以左、右視角0度觀察)與第8b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例6】
光學元件(6)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一第一液晶材料(o-plate)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(第一液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為90度)。接著，貼合一第二液晶材料(o-plate)於第一液晶材料上(第二液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為90度)(第一液晶材料與第二液晶材料共同組成第二相位延遲膜)。至此，即完成本發明實施例6之光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為24微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第9a圖(以左、右視角0度觀察)與第9b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例7】
光學元件(7)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一液晶材料(o-plate)(第二相位延遲膜)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)。至此，即完成本發明實施例7之光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為2微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第10a圖(以左、右視角0度觀察)與第10b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例8】
光學元件(8)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一第一液晶材料(o-plate)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(第一液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)。接著，貼合一第二液晶材料(o-plate)於第一液晶材料上(第二液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)(第一液晶材料與第二液晶材料共同組成第二相位延遲膜)。至此，即完成本發明實施例8之光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為24微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第11a圖(以左、右視角0度觀察)與第11b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例9】
光學元件(9)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一第一液晶材料(o-plate)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(第一液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)。接著，貼合一第二液晶材料(o-plate)於第一液晶材料上(第二液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)。之後，貼合一第三液晶材料(o-plate)於第二液晶材料上(第三液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為45度)(第一液晶材料、第二液晶材料與第三液晶材料共同組成第二相位延遲膜)。至此，即完成本發明實施例9之光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate)/第三液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為46微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第12a圖(以左、右視角0度觀察)與第12b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【實施例10】
光學元件(10)及其背光模組之製作
光學元件：提供一上層覆蓋有一第一相位延遲膜(1/4波片)之膽固醇液晶膜。貼合一第一液晶材料(o-plate)於覆蓋有第一相位延遲膜之膽固醇液晶膜之另一面上(第一液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為0度)。接著，貼合一第二液晶材料(o-plate)於第一液晶材料上(第二液晶材料與膽固醇液晶之長軸夾角為30度)(第一液晶材料與第二液晶材料共同組成第二相位延遲膜)。至此，即完成本發明實施例10之光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))。第二相位延遲膜的膜厚為24微米。液晶材料(型號：o-plate)由遠東紡織提供。膽固醇液晶膜(型號：HELISOL)由Wacker提供。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第13a圖(以左、右視角0度觀察)與第13b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
【比較實施例1】
光學元件(11)及其背光模組之製作
光學元件：一膽固醇液晶膜。
背光模組：將此光學元件搭配一背光源與一反射板，以組成一背光模組。
色偏差測試
以Eldim EZcontrast 160量測上述光學元件之色偏差，結果如第14a圖(以左、右視角0度觀察)與第14b圖(以上、下視角90度觀察)所示。
請參閱第15a~15b圖，其分別對照比較第4a~14a圖與第4b~14b圖之色偏差值，比較結果顯示，本發明光學元件(膽固醇液晶膜/第二相位延遲膜)較習知光學元件(膽固醇液晶膜)所組成之背光模組不論從左、右視角0度觀察(如第15a圖所示)或從上、下視角90度觀察(如第15b圖所示)，其色偏差均明顯改善許多。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1．．．導光板
2．．．光學元件
3．．．偏光板
5‧‧‧液晶顯示面板
6、7‧‧‧背光模組
8、9‧‧‧液晶顯示器
11‧‧‧光源
12‧‧‧反射板
21‧‧‧第二相位延遲膜
22‧‧‧膽固醇液晶膜
23‧‧‧第一相位延遲膜
24‧‧‧分子
習知圖式
第14a~14b圖係為習知一光學元件(膽固醇液晶膜)之色偏差圖。
本發明圖式
第1圖係根據本發明之一實施例，一種側向式背光模組液晶顯示器之剖面示意圖。
第2圖係為本發明第二相位延遲膜中分子之排列態樣。
第3圖係根據本發明之一實施例，一種直下式背光模組液晶顯示器之剖面示意圖。
第4a~4b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料)之色偏差圖。
第5a~5b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料)之色偏差圖。
第6a~6b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第7a~7b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第8a~8b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第9a~9b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第10a~10b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第11a~11b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第12a~12b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate)/第三液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第13a~13b圖係根據本發明之一實施例，一種光學元件(膽固醇液晶膜/第一液晶材料(o-plate)/第二液晶材料(o-plate))之色偏差圖。
第15a~15b圖係本發明光學元件與習知光學元件色偏差值之比較。
第16圖係根據本發明之一實施例，當光源進入本發明光學元件(膽固醇液晶膜/第二相位延遲膜)時，光入射角與相位差值之關係圖。
1．．．導光板
2．．．光學元件
3．．．偏光板
5．．．液晶顯示面板
6．．．背光模組
8．．．液晶顯示器
11．．．光源
12．．．反射板
21．．．第二相位延遲膜
22．．．膽固醇液晶膜
23．．．第一相位延遲膜

Claims (22)

  1. 一種低色偏光學元件，包括：一膽固醇液晶膜；一第一相位延遲膜，設置於該膽固醇液晶膜上方；以及一第二相位延遲膜，設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中；以及一光源，鄰近該第二相位延遲膜。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該第一相位延遲膜之平面相位差值介於100~210奈米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該第一相位延遲膜為一四分之一波長相位延遲膜。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該等分子包括液晶分子或高分子單體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該傾斜、扭轉態樣之傾角介於1~89度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該傾斜、扭轉態樣之傾角介於1~45度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該傾斜、扭轉態樣之扭轉角介於1~360度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該傾斜、扭轉態樣之扭轉角介於1~90度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該第二相位延遲膜之光學組態包括a-plate、c-plate或 o-plate。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該第二相位延遲膜之厚度介於0.1~20微米。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，其中該第二相位延遲膜與該膽固醇液晶膜直接接觸。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之低色偏光學元件，更包括一光學膠層，形成於該第二相位延遲膜與該膽固醇液晶膜之間。
  13. 一種背光模組，包括：一光源；一導光板，設置於該光源之一側；一反射板，設置於該導光板下方；一光學元件，設置於該導光板上方；以及一偏光板，設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中，其中該第二相位延遲膜鄰近該導光板。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該光源包括螢光燈管或發光二極體。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該偏光板為一吸收式偏光板。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該背光模組為一側向式背光模組。
  17. 一種背光模組，包括：一光源；一反射板，設置於該光源上方；一光學元件，設置於該反射板上方；以及一偏光板，設置於該光學元件上方，其中，該光學元件包括一膽固醇液晶膜、一第一相位延遲膜與一第二相位延遲膜，該第一相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜上方，該第二相位延遲膜設置於該膽固醇液晶膜下方，其中，該第二相位延遲膜包括複數個分子，以一傾斜、扭轉態樣排列於該第二相位延遲膜中，其中該第二相位延遲膜鄰近該反射板。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該光源包括螢光燈管或發光二極體。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該偏光板為一吸收式偏光板。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該背光模組為一直下式背光模組。
  21. 一種液晶顯示器，包括：一液晶顯示面板；以及一如申請專利範圍第13項所述之背光模組，設置於該液晶顯示面板下方。
  22. 一種液晶顯示器，包括： 一液晶顯示面板；以及一如申請專利範圍第17項所述之背光模組，設置於該液晶顯示面板下方。
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