TWI480591B - 光學元件及包含其之立體影像顯示裝置 - Google Patents

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Yeong Rae Chang
Moon Soo Park
Soo Kyoung Lee
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Description

光學元件及包含其之立體影像顯示裝置
本案主張之韓國專利優先權，包括：2011年6月15日之申請號2011-0057830、2010年11月10日之申請號2010-0111758、2010年11月10日之申請號2010-0111757、2010年12月7日之申請號2010-0124411、2011年10月26日之申請號2011-0110092、2011年10月26日之申請號2011-0110096、2011年10月26日之申請號2011-0110093，並且其內容完全併入本發明中，以供參酌。
本發明係關於一種光學元件及一種立體影像裝置。
將光束分離為至少兩種具有不同偏振狀態之技術可有效地應用於各個領域。
例如，光束分離技術可用於立體影像之製備。該立體影像可利用雙眼視差而實現。例如，在兩個二維影像分別輸入到人類的左眼和右眼，輸入信息在大腦中傳送及結合，它可以使人體驗到3維(3D)感官的深度和真實。因此，分光技術可在此過程中被使用。
產生立體影像之技術可有效地用於三維測量，且也可已用於3D電視，相機或電腦繪圖。
本發明係提供一種光學元件及一種立體影像裝置。
本發明一方面提供了一種光學元件。根據一具體實施例，該光學元件可包括依序形成之一液晶層，一基底層和一偏振板。
圖1係根據具體實施例之一光學元件1之截面圖，顯示光學元件1之結構，其中一液晶層11，一基底層12和偏振板13依序形成。
根據一具體實施例，該光學元件可為一將入射光束分離為兩種或多種具有不同偏振狀態之光束，而前述之元件可以如用於實現一立體影像。
液晶層在慢軸方向和快軸方向之平面折射率間具有0.05至0.2，0.07至0.2，0.09至0.2或0.1至0.2之差異。例如，在慢軸方向之平面折射率是指由液晶層之平面所定義折射率之最大值於一方向之折射率，快軸方向之平面折射率可指的是由液晶層之平面所定義折射率之最小值於一方向之折射率。一般而言，快軸和慢軸在光學向異性液晶層中形成相互垂直，折射率可在550奈米或589奈米波長下測量。
液晶層也可以具有一約0.5微米至2.0微米或約0.5微米至1.5微米之厚度。
具有厚度並符合折射率關係之液晶層，可於使用時表現出相位延遲性質。根據一具體實施例，具有厚度並符合折射率關係之液晶層，可適用於光束分離之光學元件。
液晶層可包括一多官能基聚合液晶化合物和一單官能基聚合液晶化合物，且液晶化合物可包括聚合形式之液晶層。
在本文中，所述“多官能基聚合液晶化合物”意指呈現液晶性質之化合物，因為其包括一液晶質主幹，且還包含至少兩個聚合官能基團。根據一具體實施例，多官能基聚合液晶化合物可包括2至10，2至8，2至6，2至5，2至4，2到3或2個聚合官能基團。
在本文中，所述“單官能基聚合液晶化合物”意指呈現液晶性質之化合物，因為其包括一液晶質主幹，且還包含至少一個聚合官能基團。
此外，在本文中“液晶化合物包含於聚合形式之液晶層”意指液晶化合物聚合形成液晶層內之液晶聚合物之情形。
在液晶層包括一多官能基和單官能基聚合化合物時，液晶層可具有更優異的相位延遲特性，且實現相位延遲性質，例如，液晶層之光學軸和相位延遲值，可在以下嚴格的條件下保持穩定。
根據一具體實施例，多官能基或單官能基聚合液晶化合物可以為下列化學式1代表之化合物。
化學式1
化學式1中，A為一單鍵，-COO-或-OCO-，且R1 至R10 是各自獨立的氫，一鹵素，一烷基，一烷氧基，一烷氧羰基，一氰基，一硝基，-O-Q-P或下列化學式2之取代基，提供至少一種R1 至R10 取代基為-O-Q-P或下列化學式2之取代基，或R1 至R5 之兩個相鄰取代基或R6 至R10 之兩個相鄰取代基連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環，其中，Q為一伸烷基(alkylene group)或一伸叉基(alkylidene group)，而P為一可聚合官能基，如一烯基，一環氧基，一氰基，一羧基，一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基或一甲基丙烯醯基氧基。
化學式2
化學式2中，B為一單鍵，-COO-或-OCO-，且R11 至R15 是各自獨立的氫，一鹵素，一烷基，一烷氧基，一烷氧羰基，一氰基，一硝基或-O-Q-P，提供至少一種R11 至R15 取代基為-O-Q-P，或R11 至R15 之兩個相鄰取代基連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環，其中，Q為一伸烷基(alkylene group)或一伸叉基(alkylidene group)，而P為一可聚合官能基，如一烯基，一環氧基，一氰基，一羧基，一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基或一甲基丙烯醯基氧基。
化學式1和2中，所述“兩個相鄰取代基連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環”意指兩個相鄰取代基連接在一起而形成整體上為具有-O-Q-P取代之奈主幹。
化學式2中，在B左側的“-”意指B是直接鍵結至化學式1的苯環。
化學式1和2中，所述“單鍵”意指沒有額外的原子存在於A或B代表的部分基團內。例如，當化學式1的A為一單鍵時，苯環設置於A的兩側，可直接鍵結形成一聯苯結構(biphenyl structure)。
化學式1和2中，鹵素可以為氯，溴或碘。
除非說明書有其它的定義，所述“烷基”意指具有1至20個碳原子，1至16個碳原子，1至12個碳原子，1至8個碳原子或1至4個碳原子之一線性或側鏈烷基；或具有3至20個碳原子，3至16個碳原子或4至12個碳原子的環烷基；該烷基可以為一個或多個取代基之任意取代。
除非說明書有其它的定義，所述“烷氧基”意指具有1至20個碳原子，1至16個碳原子，1至12個碳原子，1至8個碳原子或1至4個碳原子之烷氧基。烷氧基可以為線性、側鏈或環狀，此外，該烷基可以為一個或多個取代基之任意取代。
除非說明書有其它的定義，所述“伸烷基或伸叉基”意指具有1至12個碳原子，4至10個碳原子或6至9個碳原子之伸烷基(alkylene group)或一伸叉基(alkylidene group)。伸烷基或伸叉基可以為線性、側鏈或環狀，此外，該伸烷基或伸叉基可以為一個或多個取代基之任意取代。
此外，除非說明書有其它的定義，所述“烯基”(alkenyl group)意指具有2至20個碳原子，2至16個碳原子，2至12個碳原子，2至8個碳原子或2至4個碳原子之烯基。烯基可以為線性、側鏈或環狀，此外，該烯基可以為一個或多個取代基之任意取代。
此外，化學式1和2中，P較佳為一丙烯醯基(acryloyl group)，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基(acryloyloxy group)或一甲基丙烯醯基氧基(methacryloyloxy group)，更佳為一丙烯醯基氧基或一甲基丙烯醯基氧基，最佳為一丙烯醯基氧基。
在本文中，取代基可以由特定官能基所取代，如一烷基，一烷氧基，一烯基(alkenyl group)，一環氧基，一氧基(oxo group)，一乙氧甲基酸(oxetanyl group)，一硫醇(thiol)，一氰基，一羧基，一丙烯醯基(acryloyl group)，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基(acryloyloxy group)，一甲基丙烯醯基氧基或一丙烯醯基(acryl group)，但本發明並不限於此。
該-O-Q-P可為複數個存在於化學式1或2，或化學式2之殘留物，例如，存在於R3 ，R8 或R13 之位置。較佳為R3 和R4 ，或R12 和R13 連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環。此外，化學式1之化合物或化學式2之殘留物，取代基為除了-O-Q-P或化學式2之殘留物之外，或取代基為除了連接在一起所形成之苯環之外，例如，氫，一鹵素，一具有1至4個碳原子之線性或側鏈烷基，一具有1至4個碳原子之線性或側鏈烷氧基之烷氧羰基，一具有4至12碳原子之環烷基，一具有1至4個碳原子之烷氧基，一氰基或一硝基(nitro group)；較佳為氯，一具有1至4個碳原子之線性或側鏈烷基，一具有4至12碳原子之環烷基，一具有1至4個碳原子之烷氧基，一具有1至4個碳原子之線性或側鏈烷氧基之烷氧羰基，或一氰基。
液晶層可包括含量為大於0重量分及小於100重量分之單官能基可聚合液晶化合物，佔1重量分至90重量分，1重量分至80重量分，1重量分至70重量分，1重量分至60重量分，1重量分至50重量分，1重量分至30重量分，1重量分至20重量分，相對於多官能基聚合液晶化合物之100重量分。
多官能基和單官能基可聚合液晶化合物之混合可以為含量範圍內之最大值。此外，液晶層可以對黏著層表現出優異的黏著性質，除非說明書有其它的定義，該“重量分”之單位意指重量比例。
多官能基和單官能基可聚合液晶化合物包括可在液晶層內為水平排列形態。在本文中，所述“水平排列”意指含有聚合液晶化合物之液晶層，其光學軸具有約0°至約25°，約0°至約15°，約0°至約10°，約0°至約5°，或約0°之相對於液晶層之平面之傾斜角。在本文中，所述“光學軸”意指入射光束穿透一對應區域時所形成之快軸或慢軸。
液晶層之形成，使入射光束(例如，通過偏振板的光束)可分離為兩種或多種具有不同偏振狀態之光束。為此，液晶層可包括如具有不同相位延遲性質之第一及第二區域。在本文中，實際上第一及第二區域具有不同相位延遲性質，包括在第一及第二區域具有相同或不同方向形成光學軸，且具有不同相位延遲值；及在第一及第二區域具有不同方向形成光學軸，且具有相同相位延遲值，在一情況下，第一及第二區域都具有相位延遲性質。根據另一具體實施例，實際上第一及第二區域具有不同相位延遲性質，包括在第一及第二區域其中之一區域具有相位延遲性質，而其他區域為不具有相位延遲性質之光學向同性區域。在此情況下，例如，所形成之液晶層使包括一液晶材料區域與一無液晶材料區域兩者。第一或第二區域之相位延遲性質可作調整，例如，藉由控制液晶化合物之排列形態，液晶層之折射率關係或液晶層之厚度。
根據一具體實施例，第一區域A及第二區域B形成為在相同方向延伸之條紋狀，且彼此相鄰交替排列，如圖2所示；或形成一格子圖案，且彼此相鄰交替排列，如圖3所示。
在光學元件用於顯示一立體影像時，第一及第二區域之一意指控制左眼影像信號偏振之配置區域(以下簡稱“LC區域”)，而另一區域意指控制右眼影像信號偏振之配置區域(以下簡稱“RC區域”)。
根據一具體實施例，藉由含有第一及第二區域之液晶層分離之兩種或多種具有不同偏振形態之光束，可包括兩種具有方向性之線性偏振光束，其實質上為相互垂直，或包括左旋偏振光束及右旋偏振光束。
除非說明書有其它的定義，所述垂直、水平、直角或平行係用於角度之定義，所述意指一角度為實質上垂直、水平、直角或平行。例如，所述包括製造誤差或變化之考慮。因此，所述包括一例如不超過約±15°之誤差，較佳為不超過約±10°之誤差，最佳為不超過約±5°之誤差。
根據一具體實施例，在第一及第二區域之一個區域，當入射光穿透時，可使入射光之偏振軸並不會旋轉；而在另一區域，作為入射光穿透之區域，使入射光之偏振軸會在垂直入射光之偏振軸方向旋轉，且入射光之偏振軸穿透第一及第二區域之一個區域。在此情況下，含有可聚合液晶化合物之液晶層區域可以僅形成於第一及第二區域之一。如此，在未形成液晶層之區域可以為一空間隔，或為一玻璃，或光學向同性樹脂層，樹脂薄膜或片材所形成之區域。
根據另一具體實施例，第一及第二區域之一個區域為入射光轉換為左旋光偏振光時之入射光可穿透區域，而另一個區域為入射光轉換為右旋光偏振光時之入射光可穿透區域。在此情況下，第一及第二區域可以為在不同方向所形成光學軸之區域，同時具有相同相位延遲值，或第一及第二區域之一使入射光束為入射光1/4波長之相位延遲區域，而另一區域使入射光束為入射光3/4波長之相位延遲之區域。
根據一具體實施例，第一及第二區域可具有相同之相位延遲值，例如，相位延遲入射光之值要求為入射光1/4波長，且在不同方向形成之光學軸。因此，光學軸可在不同方向形成，例如，直角。
當第一及第二區域在不同方向形成光學軸時，在第一及第二區域之光學軸間形成二等分角度線線，較佳為垂直或水平於偏振板之吸收軸之直線。
圖4係為一說明在圖2或圖3之第一及第二區域A及B具有不同方向形成之光學軸時，第一及第二區域之光學軸配置之示意圖。參考圖4，在第一及第二區域A及B之光學軸間形成之二等分角度線線意指之二等份線之(θ1+θ2)角度。例如，當θ1和θ2為相同角度時，二等分角度線可在於相對在第一及第二區域A及B間邊界線之水平方向形成。如此，一角度(θ1+θ2)也在第一及第二區域A及B之光學軸間形成，例如90°。
上述的光學元件可符合下列公式1的條件。
公式1
X<8%
在公式1中，X代表光學元件在80℃維持100至250小時，其相對於光學元件液晶層之起始相位差值，所得到液晶層之相位差值變化之絕對值百分比。
例如，X可計算如下：100×(|R0 -R1 |)/R0 ，在此，R0 為光學元件液晶層之起始相位差值，而R1 代表光學元件在80℃維持100至250小時所得到液晶層之相位差值。
X較佳為7%或更低，6%或更低，或5%或更低。相位差值之變化可使用以下範例之方法測定。
光學元件一基底層與形成於其上之液晶層，基底層可以為單層或多層結構。
例如，一玻璃基底層或一塑膠基底層可作為一基底層。塑膠基底層之例子可以為一薄片或薄膜，包括如，三醋酸纖維素(TAC)或二醋酸纖維素(DAC)；一環烯聚合物(COP)，如一原冰片烯衍生物；一丙烯醯基樹脂，如一聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚碳酸酯(PC)；聚烯烴，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚乙烯醇(PVA)；聚醚碸(poly ether sulfone(PES))；聚醚醚酮(polyetheretherketone(PEEK))；聚醚亞醯胺(polyetherimide(PEI))；聚乙烯萘(PEN)；一聚酯，如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；聚亞醯胺(PI)；聚碸(polysulfone(PSF))；或氟樹脂。
基底層，如塑膠基底層，可比液晶層具有更低折射率。根據一具體實施例，基底層之折射率在約1.33至約1.53之範圍內。例如，當基底層比液晶層具有更低折射率時，將可以增強亮度，防止反射及提高對比特性。
塑膠基底層可以是光學向同性(optically isotropic)或向異性(optically anisotropic)，如此，當基底層為光學向異性時，基底層之光學軸係為較佳的排列，使基底層之光學軸可垂直或水平於相對前述在第一區域及第二區域光學軸間形成之二等分角度線。
根據一具體實施例，基底層可包括紫外線(UV)保護劑或吸收劑。當基底層包括紫外線保護劑或吸收劑，它可以防止由紫外線而引起液晶層裂解。在紫外線保護劑或吸收劑之例子中，可包括一有機物質如一水楊酸酯化合物，二苯甲酮化合物，氧基二苯甲酮化合物，苯並基三唑化合物，氰基丙烯酸酯化合物或苯甲酸鹽化合物；或一無機物質，如氧化鋅或鎳複合鹽。在基底層中紫外線保護劑或吸收劑之含量並沒有特別地限制，並考慮其所需效果而作適當選擇。例如，在塑膠基底層之製備，紫外線保護劑或吸收劑之含量係為相對於基底層之主要物質重量，約佔重量0.1%至佔重量25%。
基底層之厚度並沒有特別地限制，且可根據使用所需之目的而適當調整，基底層可以為單層或多層結構。
根據一具體實施例之光學元件，可進一步包括一設置於基底層及液晶層間之配向層，在形成光學元件過程中，配向層可供排列液晶化合物。配向層為習知技藝之一般配向層，例如，可使用一光學配向層或一摩擦配向層。配向層為一選擇的配置，且配向性質可不使用配向層而藉由直接摩擦或拉長基底層而推定。
偏振板形成於光學元件基底層之底部以作為一功能性元件，可以由同時在不同方向振動之入射光中萃取出在一方向上振動之入射光束，例如，可使用習用偏振板(如，PVA偏振板)作為偏振板。
根據一具體實施例，偏振板可以為PVA薄膜或薄片，其吸收或排列一二色性染料或碘，且PVA可以藉由聚乙酸乙烯酯(pokyvinylacetate)凝膠化而得到。聚乙酸乙烯酯之例子可包括一乙酸乙烯酯單聚體(monopolymer of vinyl acetate)；及一乙酸乙烯酯(vinyl acetate)及另一單體之共聚物。如此，其它與乙酸乙烯酯共聚合之單體可包括至少一選自由一不飽和羧酸化合物，一烯烴化合物，一乙烯醚化合物，一不飽和磺酸化合物及一具有氨基之丙烯醯胺化合物。聚乙酸乙烯酯之凝膠程度一般在約85 mol%至約100 mol%，或98 mol%至100 mol%之範圍內。用於偏振板之PVA之聚合程度一般在約1,000至約10,000，或約1,500至約5,000之範圍內。
根據一具體實施例，偏振板可藉由水性黏著劑而接合於基底層，圖5係根據一具體實施例所示之光學元件5，其中，偏振板13係藉由水性黏著劑51而接合於基底層12。如此，只要可以實現適當的黏著性質，所用的水性黏著劑並沒有特別限制。根據一具體實施例，一般使用聚乙烯醇基水性黏著劑以接合一偏振板至偏振板之保護層，即在偏振板製備中，可使用一水性黏著劑以接合一PVA基偏振板至三醋酸纖維素(TAC)薄膜。
光學元件可進一步包括一表面處理層形成於液晶層之頂部，圖6係根據一具體實施例所示之光學元件6，其中，一表面處理層61係形成於液晶層11之頂部。
表面處理層之例子包括一高硬度層，AG(抗眩)層或SG(半眩)層，或一低反射層如AR(抗反射)或LR(低反射)層。
高硬度層為500g荷重下具有1H或以上，或2H或以上之鉛筆硬度，鉛筆硬度係根據ASTM D3363標準測得，使用KSG 2603規範之鉛筆。
高硬度層可以如具有高硬度之樹脂層。樹脂層之固化狀態包括如在室溫固化，濕氣固化，熱固化或活化能量射線固化之樹脂組成物。根據一具體實施例，樹脂層之固化狀態包括熱固化或活化能量射線固化樹脂組成物，或活化能量射線固化之樹脂組成物。高硬度層之描述中，所述“固化狀態”意指成份之狀態，包括每一樹脂組成物受到一交聯反應或聚合反應，使樹脂組成物轉換為剛性狀態。如此，室溫固化，濕氣固化，熱固化或活化能量射線固化之樹脂組成物也可以意指固化狀態組成物，其在室溫下引發，或在存在適當濕氣下引發，或利用活化能量射線施予熱量或照射。
各種樹脂組成物，在已知技藝之硬化方式中，可符合鉛筆硬度之範圍，且可被習知技藝者容易地選擇出一適當的樹脂組成物。
根據一具體實施例，樹脂組成物包括一丙烯醯基化合物，一環氧化合物，一胺基甲酸酯基化合物，一酚化合物或一聚酯化合物作為一主要成份。如此，所述“化合物”可以為一單體，寡聚物或高分子化合物。
根據一具體實施例，一丙烯醯基樹脂組成物，具有優異的光學性能，如透明度及優異的耐黃變性，較佳為可使用一活化能量射線固化之丙烯醯基樹脂化合物作為樹脂組成物。
活化能量射線固化之丙烯醯基組成物，可例如為包括一活化能量射線聚合之聚合物組成物及反應性稀釋單體。
因此，聚合物組成物之實施例包括習知組成物為活化能量射線聚合之寡聚物，如，胺基甲酸酯丙烯酸酯，環氧丙烯酸酯，醚丙烯酸酯(ether acrylate)或丙烯酸酯(ester acrylate)，或一包括單體(如，(甲基)丙烯酸酯單體)混合物之聚合物產物，因此，(甲基)丙烯酸酯單體之實例可包括烷基(甲基)丙烯酸酯，具有芳香基之(甲基)丙烯酸酯，雜環(甲基)丙烯酸酯或烷氧基(甲基)丙烯酸酯。各種的聚合物組成物可用於製備習知之活化能量射線固化之組成物，在必要時，上述化合物可作為選擇。
反應性稀釋單體可包括活化能量射線固化之組成物之單體，其具有一個或兩個或更多個活化能量射線固化之官能基，例如，丙烯醯基(acryloyl)或甲基丙烯醯基，及(甲基)丙烯酸酯單體或多官能基丙烯酸酯，作為反應性稀釋單體。
用於製備活化能量射線固化之丙烯醯基化合物，其組成份之選擇及選擇組成物之摻混比例，並沒有特別限制，可視樹脂層之所需硬度及其它光學性質而調整。
例如，樹脂層具有一不平坦表面在其中，且樹脂層包括可用於作為AG或SG層之微粒。此外，還可以使用另一樹脂層，其包括相較於樹脂層之微粒而具有不同折射率之微粒。
樹脂層可用於所形成之高硬度層，例如，作為樹脂層。在抗眩層形成時，並不一定要調整樹脂組成物之成份以使樹脂層顯示高硬度，但在微粒摻混於形成高硬度層之樹脂層時，所形成的表面處理層具有高硬度層及抗炫層之兩種功能是有利的。
如此，形成不平坦表面在樹脂層上之方法並沒有特別限制，例如，不平坦表面可藉由固化樹脂組成物，同時並使樹脂組成物之塗佈層持續接觸於具有所需不平坦表面結構之模具而實現，或藉由摻混具有適當粒徑之微粒於樹脂組成物，並塗佈及硬化該樹脂組成物。
抗眩層也可以使用與樹脂層具有折射率差異之微粒而形成。
根據一具體實施例，微粒與樹脂層具有折射率之差異，自0.03或更低或0.02至0.2。當折射率的差異非常小時，它將難以導致霧化，反之，當折射率的差異非常高時，樹脂層內的散射常會導致霧化增加，但透光性或對比性將會將低。因此，可以考慮這些事實以選擇適合的微粒。
在樹脂層中所包含微粒之形狀並沒有特別限制，但可以如一球形，橢圓形，多面體，無定形或其他形狀，該微粒具有50奈米至5,000奈米之平均粒徑。根據一具體實施例，使用具有一不平坦表面形成於其中之微粒作為微粒。上述之微粒可例如具有一平均表面粗糙度(RZ )為10奈米至50奈米，或20奈米至40奈米，及/或形成於微粒表面之最大突出高度可以在約100奈米至500奈米或200奈米至400奈米之範圍內，且在突出物間之寬度可以在400奈米至1,200奈米或600奈米至1,000奈米之範圍內。上述之微粒與樹脂層具有高度相容性，且在樹脂層內顯示出優異的分散性。
微粒之實施例可包括各種有機或無機微粒，無機微粒之實施例可包括二氧化矽，非結晶性二氧化鈦，非結晶性氧化鋯，氧化銦，氧化鋁，非結晶性氧化鋅，非結晶性氧化鈰，氧化鋇，碳酸鈣，非結晶性鈦酸鋇或硫酸鋇；而有機微粒之實施例可包括由有機物質所形成之交聯或未交聯的產物，如一丙烯醯基樹脂，一苯乙烯樹脂，一胺基甲酸酯樹脂，一三聚氰胺樹脂，一苯胍胺樹脂，一環氧樹脂或一矽氧烷樹脂，但本發明並不侷限於此。
無論是形成於樹脂層內之不平坦表面，或是微粒含量都沒有特別地限制。例如，在AG層之例子中，不平坦結構之形狀或微粒之含量可以作調整，使樹脂層之霧化值可以在約5%至15%，7%至13%，或約10%之範圍內；及，在SG層之例子中，它們可以作調整，使樹脂層之霧化值可以在約1%至3%之範圍內。霧化值可根據製造商說明書使 用霧度濁度儀而測定，如HR-100或HM-150(市售的SEPUNG)。
低反射層如AR或LR層可藉由塗佈低折射率材料而形成，用低折射率材料形成低折射率層為眾所周知的技藝。所有的低折射率材料可適當的選擇及使用於光學元件，而低反射層可透過塗佈低折射率材料而形成，使低反射層具有約1%或更低之反射性。
為了形成表面處理層，所用之材料已揭露於韓國專利公開號：2007-0101001，2011-0095464，2011-0095004，2011-0095820，2000-0019116，2000-0009647，2000-0018983，2003-0068335，2002-0066505，2002-0008267，2001-0111362，2004-0083916，2004-0085484，2008-0005722，2008-0063107，2008-0101801或2009-0049557。
表面處理層可使用已知材料所形成，並可為單獨或其組合，在組合的例子中，包括一高硬度層先形成於基底層之表面，及一低反射層接著形成於高硬度層之表面。
光學元件更包括一保護層接合於偏振板之底部，圖7係為一光學元件7之示意圖，更包括一保護層71接合於偏振板13之底部。例如，保護層可包括一纖維樹脂薄膜，如一TAC(三醋酸纖維素)薄膜；一聚酯薄膜，如一PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜；一聚碳酸酯薄膜；一聚醚碸薄膜；一丙烯醯基薄膜；一聚烯烴基薄膜，如聚乙烯，聚丙烯或環烯烴薄膜；或一樹脂層，其固化形成一硬化層，但本發明並不侷限於此。
此外，光學元件更包括一設置於偏振板底部之相位延遲層，該相位延遲層可以為一1/4波長之相位延遲層或一1/2波長之相位延遲層。在本文中，所述“1/4-或1/2波長之相位延遲層”意指一相位延遲元件可藉由入射光之1/4或1/2波長使入射光相位延遲。例如，具有此結構之光學元件可有效地作為應用於有機發光二極管(OLED)以產生一光分離功能及抗反射功能之元件。例如，聚合物薄膜透過一延伸處理或一液晶層而產生一雙折射性，該液晶層係藉由一聚合液晶化合物聚合形成，用於1/4波長之相位延遲層。
此外，光學元件更包括一壓敏感黏著層形成於偏振板之一表面上。例如，壓敏感黏著層可以為一用於接合光學元件至光學儀器之壓敏感黏著層，該光學儀器如一液晶顯示裝置之液晶面板或一立體影像顯示裝置之影像顯示元件。圖8係為一光學元件8之示意圖，其中一壓敏感黏著層81形成於偏振板13之底部。
壓敏感黏著層在25℃時，具有儲存模數為0.02 MPa或更高，0.03 MPa或更高，0.04 MPa或更高，0.05 MPa或更高，0.06 MPa或更高，0.07 MPa或更高，0.08 MPa，高於0.08 MPa，或0.09 MPa或更高。壓敏感黏著層之儲存模數上限並沒有特別地限制。例如，儲存模數可以為0.25 MPa或更低，0.2 MPa或更低，0.16 MPa或更低，0.1 MPa或更低，或0.08 MPa或更低。
當壓敏感黏著層具有此儲存模數時，光學元件可顯示優異的耐久性，且由於相位延遲層之相位延遲性質而顯示一穩定的分光性質，例如，在嚴苛條件下的長時間維持穩定。此外，其可以防止副作用，如在光學儀器所用之光學元件漏光。此外，由於硬度性的提升，光學元件可對外部壓力或刮痕顯示優異的抵抗，因而適當地維持重工性。
壓敏感黏著層具有一25微米或更低，20微米或更低，或18微米或更低之厚度。當壓敏感黏著層具有此厚度時，耐久性，硬度性及重工性可更進一步提升。當壓敏感黏著層變薄時，壓敏感黏著層具有優異的物理性質。在此，厚度之下限並沒有特別地限制，但壓敏感黏著層之厚度可以視加工性而調整在約1微米或以上，或約5微米或以上之範圍內。
壓敏感黏著層可包括一丙烯醯基壓敏感黏膠，一矽壓敏感黏膠，一環氧壓敏感黏膠或一橡膠基壓敏感黏膠。
當壓敏感黏著層包括一丙烯醯基壓敏感黏膠，該壓敏感黏膠可藉由如固化壓敏感黏膠組成物而形成，包括一熱固化成份，一活化能量射線固化成份，或同時為熱固化成份及活化能量射線固化成份。
如此，所述“固化”意指改變壓敏感黏膠組成物之化學或物理狀態以呈現壓敏感黏著性。如此，熱固化成份及活化能量射線固化成份也可以意指藉由施加適度加熱或活化能量射線之照射而固化之成份。
壓敏感黏膠組成物所形成之壓敏感黏著層包括熱固化成份，如一利用多官能基交聯劑之交聯丙烯酸聚合物。
例如，丙烯酸聚合物具有500,000或以上之重量平均分子量，使用多官能基交聯劑作為交聯丙烯酸聚合物。在本文中，重量平均分子量為以苯乙烯為標準物，使用凝膠滲透層析(GPC)而測得之轉換值。此外，除非說明書有其它的定義，所述“分子量”意指“重量平均分子量”。使用具有500,000或以上之分子量之聚合物以形成一在嚴苛條件下具有優異耐久性之壓敏感黏著層。分子量之上限並沒有特別地限制，而丙烯酸聚合物之分子量可以視組成物之耐久性或塗佈性而作調整在如2,500,000或更低之內。
根據一具體實施例，丙烯酸聚合物可包括一(甲基)丙烯酸酯單體及一交聯單體作為聚合單元。
可視壓敏感黏膠之附著性，玻璃轉移溫度或壓敏感黏著性，使用如烷基(甲基)丙烯酸酯可作為(甲基)丙烯酸酯基單體，及烷基(甲基)丙烯酸酯包括一具有1至20個碳原子之烷基。此單體之實施例包括甲基(甲基)丙烯酸酯，乙基(甲基)丙烯酸酯，正丙基(甲基)丙烯酸酯，異丙醇(甲基)丙烯酸酯，正丁基(甲基)丙烯酸酯，叔丁基(甲基)丙烯酸酯，仲丁基(甲基)丙烯酸酯，戊基(甲基)丙烯酸酯，2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯，2-乙基丁基(甲基)丙烯酸酯，正辛基(甲基)丙烯酸酯，異辛基(甲基)丙烯酸酯，異壬基(甲基)丙烯酸酯，月桂基(甲基)丙烯酸酯及十四烷基(甲基)丙烯酸酯，其可以單獨或組合使用。
此外，聚合物更包括一交聯單體作為聚合單元，例如，聚合物可包括80重量部分至99.9重量部分之(甲基)丙烯酸酯單體及0.1重量部分至20重量部分之交聯單體作為聚合單元。如此，所述“交聯單體”意指利用一單體與另一單體共聚合以形成丙烯酸聚合物，並在共聚合後提供一交聯官能基至聚合物。該交聯官能基可以與多官能基交聯劑反應以形成交聯結構，並於後續描述。
交聯官能基之實施例可包括一羥基，一羧基，一環氧基，一異氰酸酯基或一含氮官能團(如，胺基團)。在壓敏感黏著樹脂製備中，由共聚合單體提供上述交聯官能基為眾所周知之技藝。交聯單體之實施例可包括一含有羥基之單體，如2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯，2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯，4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯，6-羥己基(甲基)丙烯酸酯，8-羥辛基(甲基)丙烯酸酯，2-羥乙基乙烯乙二醇(甲基)丙烯酸酯或2-羥丙基乙烯乙二醇(甲基)丙烯酸酯；一含有羧基之單體，如(甲基)丙烯酸，2-(甲基)丙烯醯基氧基醋酸，3-(甲基)丙烯醯基氧基丙酸，4-(甲基)丙烯醯基氧基丁酸，丙烯酸二聚體，衣康酸，馬來酸及馬來酸酐，或一含氮單體，如(甲基)丙烯醯胺，N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己內醯胺，其可以單獨或組合使用，但不限於此。
丙烯酸聚合物必要時可包括其它各種單體作為聚合單元，其它單體之實施例可包括含氮單體，如(甲基)丙烯腈，(甲基)丙烯醯胺，N-甲基(甲基)丙烯醯胺或正丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺；苯乙烯基單體，如苯乙烯或甲基苯乙烯；縮水甘油(甲基)丙烯酸酯；或羧酸乙烯酯，如醋酸乙烯。相對於其它單體之總重量比例，上述單體可調整含量為20重量部分或更低。
丙烯酸聚合物可藉由隨意選擇及摻混所得到之單體混合製備，上述成份係透過如溶液聚合，光聚合，總體聚合，懸浮聚合或乳化聚合等聚合方法製備。
多官能基交聯劑之實施例使前述丙烯酸聚合物在壓敏感黏著層中交聯，可包括一般熱固化交聯劑，如一異氰酸酯交聯劑，一環氧交聯劑，一氮丙啶(aziridine)交聯劑及金屬螯合交聯劑。例如，異氰酸酯交聯劑之實施例可包括多官能基異氰酸酯化合物，如甲苯二異氰酸酯，二甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，己烷二異氰酸酯(hexamethylene diisocyanate)，異佛酮二異氰酸酯(isophorone diisocyanat)，四甲基二甲苯異氰酸酯，奈異氰酸酯，或藉由多官能基異氰酸酯化合物與多元醇化合物(如，三羥甲基丙烷)反應得到之化合物；環氧交聯劑之實施例可包括至少一選自乙二醇二縮水甘油醚，三縮水甘油醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，N,N,N’,N’-四縮水甘油乙二胺及甘油二縮水甘油醚所組成之群組；氮丙啶交聯劑之實施例可包括至少一選自N,N'-甲苯-2,4-二(1-氮丙啶-羧醯胺)(N,N’-toluene-2,4-bis(1-aziridine-carboxamide))，N,N’-二苯基甲烷-4,4’-二(1-氮丙啶-羧醯胺)，三乙烯三聚氰胺，二異丙醇-1-(2-甲基氮丙啶)(bisisoprotaloyl-1-(2-methylaziridine))及三-1-氮丙啶基氧化磷(tri-1-aziridinylphosphine oxide)所組成之群組；及金屬螯合交聯劑之實施例可包括藉由配位多價金屬所得到之化合物，如鋁，鐵，鋅，錫，鈦，銻，鎂或釩與乙醯丙酮或乙醯乙酸乙酯，但本發明不限於此。
存在於壓敏感黏著化合物之多官能基交聯劑包括一熱固化成份或一成份所形成之壓敏感黏著層，可包括一含量為0.01重量部分至10重量部分或0.01重量部分至5重量部分，相對於100重量部分之丙烯酸聚合物。當交聯劑的含量比例調整至0.01重量部分或更多時，其可以有效地維持壓敏感黏膠之共附著力，反之，當交聯劑的含量比例調整至10重量部分或更少時，其可以防止由壓敏感黏膠界面產生夾層分離或隆起及維持優異的耐久性。然而，壓敏感黏著層之重量比例可依據所需的物理性質而變化，如彈性模數或含有其它交聯劑結構。
含有活化能量射線固化成份之壓敏感黏著組成物所形成的壓敏感黏著層，包括一活化能量射線聚合化合物所聚合之交聯結構。壓敏感黏著層可以如藉由摻混一化合物而形成，包括至少一官能基可藉由活化能量射線之照射而產生部份聚合反應，例如，一烯基，一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯氧基或一甲基丙烯醯氧基以製備一壓敏感黏著化合物，並藉由利用活化能量射線照射組成物以交聯及聚合該成份。如此，含有官能基化合物之實施例中，可藉由活化能量射線之照射而產生部份聚合反應，包括藉由導入官能基，如一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯氧基或一甲基丙烯醯氧基至丙烯酸聚合物之側鏈所得到之聚合物；一習知化合物作為活化能量射線固化之寡聚物，如胺基甲酸酯丙烯酸酯，環氧丙烯酸酯，聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯；或一多官能基丙烯酸酯將於後續描述。
壓敏感黏著層由包括一熱固化成份及一活化能量射線固化成份之壓敏感黏著組成物而形成，同時具有一含丙烯酸聚合物與多官能基交聯劑所交聯之交聯結構及一含活化能量射線聚合化合物所聚合之交聯結構。
上述的壓敏感黏著層係為一含有互穿型聚合物網狀物之壓敏感黏膠(以下稱為“IPN”)。所述“IPN”意指在壓敏感黏著層中至少存在兩種交聯結構。根據一具體實施例，交聯結構可以為纏繞，接合或滲透形態存在。當壓敏感黏著層含有IPN時，壓敏感黏著層可以在嚴苛的條件下呈現優異的耐久性，也可以用於實現具有優異加工性或防止光洩漏或串擾之優異能力。
壓敏感黏著組成物所列之成份包括熱固化成份，例如，利用多官能基交聯劑及丙烯酸聚合物作為交聯結構，並藉由丙烯酸聚合物與多官能基交聯劑在含有IPN之壓敏感黏著層內交聯而實現。
此外，上述化合物可包括使用活化能量射線聚合化合物作為活化能量射線聚合化合物所聚合之交聯結構。
根據一具體實施例，活化能量射線聚合化合物可以為一多官能基丙烯酸酯。化合物具有至少兩種(甲基)丙烯醯基可用於多官能基丙烯酸酯，並沒有限制。例如，多官能基丙烯酸酯可用於此，包括一二官能基丙烯酸酯，如1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯，1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯，新戊二醇己二酸二(甲基)丙烯酸酯，羥基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，二環戊基二(甲基)丙烯酸酯，己內酯改質型二環戊基二(甲基)丙烯酸酯，環氧乙烷改質型二(甲基)丙烯酸酯，二(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰脲酸酯，烯丙基化環己基二(甲基)丙烯酸酯，三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯，二甲醇二環戊烷二(甲基)丙烯酸酯，環氧乙烷改質型六氫化苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯，三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯，新戊二醇改質型三甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯，金剛烷二(甲基)丙烯酸酯或9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀；一三官能基丙烯酸酯，如三甲醇丙烷三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，丙酸改質型二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，環氧丙烷改質型三甲醇丙烷三(甲基)丙烯酸酯，三官能基胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯氧基乙基異氰脲酸酯；一四官能基丙烯酸酯，如二甘油四(甲基)丙烯酸酯或季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；一五官能基丙烯酸酯，如丙酸改質型二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；及一六官能基丙烯酸酯，如二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，己內酯改質型季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯或胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(如，一異氰酸酯單體及三甲醇丙烷三(甲基)丙烯酸酯之反應產物等)。
分子內具有一環狀結構之化合物作為多官能基丙烯酸酯，包含於多官能基丙烯酸酯之環狀結構可為一碳環結構或雜環結構；及一單環或多環結構。具有環狀結構之多官能基丙烯酸酯之實施例可包括一具有異氰脲酸酯結構之單體，如三(甲基)丙烯氧基乙基異氰脲酸酯；及一六官能基丙烯酸酯，如異氰酸酯改質型胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(如，一異氰酸酯單體及三甲醇丙烷三(甲基)丙烯酸酯之反應產物等)，但本發明不限於此。
具有交聯結構之活化能量射線聚合化合物形成在含有IPN之壓敏感黏著層內，例如，包括一含量為5重量部分至40重量部分，相對於100重量部分之丙烯酸聚合物，但活化能量射線聚合化合物之含量可視需要而變化。
除了前述的成份，壓敏感黏著層可包括已知技藝之各種添加劑。
例如，活化能量射線固化成份之組成物更包括一光起始劑以促進成份之聚合反應。此外，壓敏感黏著層更包括至少一添加劑，其選自由一矽烷偶合劑，一增粘劑，一環氧樹脂，一固化劑，一紫外線安定劑，一抗氧化劑，一調色劑，一補強劑，一填充劑，一消泡劑，一表面活性劑和一塑化劑所組成之群組。
壓敏感黏著層可藉由如塗佈一壓敏感黏著組成物而形成，其係利用一工具(如一塗佈棒或一缺角輪塗佈機)摻混前述成份，並固化塗佈之壓敏感黏著組成物，此外，壓敏感黏著組成物之固化方法並沒有特別地限制。例如，壓敏感黏著組成物可透過將組成物維持在一適當溫度下之程序而固化，以進行丙烯酸聚合物及多官能基交聯劑之交聯反應，並利用活化能量射線照射組成物之程序以聚合活化能量射線固化化合物。當將組成物維持在一適當溫度下之程序及利用活化能量射線照射組成物之程序都需要進行，這兩個程序可以接續地或同時地進行。如此，利用活化能量射線照射之進行可以如使用一高壓汞燈，無極燈或氙氣燈，及如活化能量射線照射之波長或光強度狀態可被選擇，以適當地進行活化能量射線固化化合物之聚合。
根據一具體實施例，壓敏感黏著層在25℃時，具有儲存模數為0.02 MPa或更高，0.05 MPa或更高，高於0.08 MPa，高於0.08 Mpa及0.25 MPa或更低，0.09 MPa至0.2 MPa，或0.09 MPa至0.16 MPa。例如，此壓敏感黏著層可以為含有IPN之壓敏感黏著層。
根據另一具體實施例，壓敏感黏著層在25℃時，具有儲存模數為0.02 MPa至0.08 MPa，或0.04 MPa至0.08 MPa。此壓敏感黏膠可以為含有熱固化成份之交聯結構之壓敏感黏著層。
此外，本發明提供光學元件之製備方法。根據一具體實施例，光學元件之製備方法可包括形成一液晶層於基底層之頂部，並接合一偏振板至基底層之底部。
因此，液晶層之製備可藉由如形成一配向膜於基底層上，形成一含有聚合液晶化合物之液晶組成物之塗佈層於配向膜上，並使聚合液晶組成物為一排列狀態以形成一液晶層。
配向膜可利用形成聚合薄膜(如聚醯亞胺)於基底層之方法而形成，並進行摩擦處理，或塗佈一光學排列化合物及藉由利用線性偏振光束照射光學排列化合物而排列。視所需的排列圖案，如第一及第二區域之圖案，形成配向膜之各種方法係為習知之技術。
液晶組成物之塗佈層可藉由使用習知方法塗佈一組成物於基底層之配向膜而形成。液晶層係根據設置於塗佈層下之配向膜排列圖案，藉由排列液晶組成物及聚合液晶組合物而形成。
接合偏振板至基底層之方法並沒有特別地限制，例如，液晶層接合至偏振板之方法，可使用塗佈水性黏著組成物於基底層或偏振板之一表面，藉由塗佈成層及固化黏著組合物之方法結合液晶層及偏振板，或一結合液晶層表面之方法，其中基底層係透過使用水性黏著組成物及固化黏著組成物之滴入法存在於偏振板。
此外，製備方法更包括形成一表面處理層於液晶層之頂部。如此，形成表面處理層之方法並沒有特別地限制。
例如，當樹脂層利用表面處理層而形成時，樹脂層可藉由塗佈含有塗佈溶液之液晶層而形成，其包括各種前述的樹脂組成物，例如，活化能量射線固化丙烯酸樹脂組成物，並固化此塗佈溶液。
如此，塗佈溶液可利用一般的塗佈方法而塗佈，例如，旋轉塗佈，或棒狀塗佈，或一選擇性塗佈方法，如噴墨法。固化已塗佈之塗佈溶液並沒有特別地限制，根據所用組成物之形式，固化方法可利用適當加熱或濕氣或活化能量射線之照射。
根據一具體實施例，如上所述，可將塗佈溶液置入一適當模具而進行固化，因而在樹脂層內形成所需的突起。
除了上述的作用，製備方法更包括形成一附加層，如，1/4波長相位延遲層或壓敏感黏著層，附加層之形成並沒有特別限制。
此外，本發明提供一立體影像顯示裝置，根據一具體實施例，立體影像顯示裝置可包括前述光學元件。
根據一具體實施例，立體影像顯示裝置更包括一顯示元件，可產生左眼影像信號(以下簡稱為“L信號”)及右眼影像信號(以下簡稱為“R信號”)。在光學元件，液晶層之第一及第二區域之配置可使L信號通過第一及第二區域之其中之一，而R信號可通過另一區域。如此，當R及L信號由顯示元件而發射時，光學元件之配置可使R及L信號可先通過光學元件之偏振板，然後進入液晶層之每一區域。
只要立體影像顯示裝置含有如分光元件之光學元件，習知技術之各種方法可用於立體影像顯示裝置之製備。
圖9係根據一具體實施例所示觀看者配戴偏光眼鏡及觀看立體影像所得到裝置之結構之示意圖。
例如，裝置9依序包括一光源91，偏振平板92，顯示元件93及光學元件94，如圖9所示。
因此，如一般用於液晶顯示裝置(LCDs)之直接型或邊緣式背光，可作為光源91。
根據一具體實施例，顯示元件93可以為含有複數個像素單元之透射型液晶顯示面板，該像素單元排列於橫列及/或直行方向。一個或兩個或更多個像素結合形成一產生R信號之右眼影像信號產生區域(以下簡稱“RG區域”)及一產生L信號之左眼影像信號產生區域(以下簡稱“LG區域”)。
RG及LG區域可在同一方向以條紋形式延伸及彼此相鄰交替排列而形成，如圖10所示。或是以一格子圖案形成，且彼此相鄰交替排列，如圖11所示。在光學元件94之液晶層942中，第一及第二區域分別對應於LC及RC區域，且視RG及LG之配置而排列，使R信號經由偏振板941而從RG區域傳送入射至RC區域及L信號經由偏振板941而入射至LC區域。
例如，顯示元件93可為一液晶面板，包括一第一透明基板，一像素電極，一第一配向膜，一液晶層，一第二配向膜，一共同電極，一彩色濾光片及一第二透明基板，其在來自光源91之方向上依序配置。偏振平板92可接合於光線入射通過的面板之一側，例如光源91之一側；及光學元件94可接合於面板之另一側，其設置相對於面板之另一側。含有偏振平板92之偏振板及含有光學元件94之偏振板941可被設置使二偏振板之吸收軸可在一預定角度下形 成，例如90°之角度。因此，二偏振板之配置可允許光線由光源91發射以通過顯示元件93或藉由顯示元件93而截斷。
在驅動狀態下，非偏振光束自顯示裝置9之光源93朝向偏振平板92發射，光線入射至偏振平板92，具有一偏振軸之平行於偏振平板92之偏振板之光線穿透軸之光線，通過偏振平板92及入射至顯示元件93。光線入射至顯示元件93，並通過RG區域轉換成R信號，光線通過LG區域轉換成L信號，且R及L信號可接著入射至光學元件94之偏振板941。
光線通過偏振板941而入射至液晶層942，通過LC區域之光線及通過RC區域之光線分別發射出，使其為具有不同偏振狀態之兩種光束。如上所述，具有不同偏振狀態之R及L信號分別進入配戴偏振眼鏡之觀看者之右眼及左眼，因而使觀看者可觀看立體影像。
本發明之其它目的及態樣將藉由下述實施例之說明及圖式參考而更加清楚。
在下文中，將詳細說明本發明之具體實施例。然而，本發明並不侷限於以下揭露之實施例，而可以由各種形式而實施。下列實施例係用以說明普通技術之具體化及本發明之實施。
雖然所述第一，第二等，可用於描述各種元件，這些元件並未侷限於此所述，而這些術語僅用於從另一元件區隔一元件，在不違背具體實施例之範疇下，例如，第一元件可稱為第二元件，同樣地，第二元件可稱為第一元件。所述“及/或”包括任一個及相關所列項目之一個或多個之全部組合。
可被理解的是，在元件意指“連接”或“結合”至另一元件時，其可以直接連接或結合至其它元件或存在中間之元件。相對地，當一元件意指“直接連接”或“直接結合”至另一元件時，則沒有存在中間元件。
在此所用之術語，僅用作描述特定實施例之目的，並非作為具體實施例之限制。單數形式“一個(a)”，“一個(an)”及“這個(the)”意指包括複數形式，除非本文另有其它清楚指示。將更被理解的是，在此使用之所述“包括(comprises)”，“包含(comprising)”，“包括(includes)”及/或“包含(including)”，意指特徵，整體，步驟，操作，元件，成份及/或其組合，但不排除存在或附加一個或多個其它特徵，整體，步驟，操作，元件，成份及/或其組合。
參考附圖，本發明之具體實施例將描述如下，為了助於瞭解本發明，圖示中描述之編號意指元件，且相同元件之描述將不再重覆。
實施例及比較例所製備光學元件之物理性質，將評估如下。
1.　黏著強度之評估
實施例1及2及比較例2至4所製備光學元件，其中，依序形成一表面處理層，一液晶層，一配向膜，一基底層，一黏著層及一偏振板，藉由剝離偏振板評估黏著強度，其係在剝離角度90°及剝離速度300 m/min時測定偏振板至基底層之剝離強度(在比較例1之情況中，評估偏振板至液晶層之剝離強度)，剝離測試係藉由將準備之光學元件切割為具有寬度20毫米及長度100毫米之片段而完成。
2.　液晶層耐久性之評估
液晶層之耐久性可藉由測定實施例及比較例所製備光學元件在耐久性測試後之相位差異值之變化而評估，尤其是光學元件切割為具有10厘米x 10厘米之片段，然後接合至玻璃基板之壓敏感黏著層。光學元件接著在80℃之耐熱狀態下維持100小時或250小時，然後，可計算液晶層維持於耐熱狀態前後之相位差異值減幅(%)，結果如下述表2所列。如此，根據Axoscan廠商手冊(Axomatrix銷售)，在550奈米波長下而測定相位差異值。
耐久性之評定標準如下：
O：所有光學元件在耐熱狀態下維持100小時及250小時後，其相位差異值之變化少於8%。
X：任一光學元件在耐熱狀態下維持100小時及250小時後，其相位差異值之變化為8%或更高。
3.　串擾之評估
串擾比，係定義為觀看立體影像時，在黑暗狀態及明亮狀態之亮度比例。在實施例及比較例中，假設光學元件應用於偏振眼鏡型之立體顯示裝置，其串擾比可由下述方法而測定。如圖9所示係為用於構成一立體影像顯示裝置之光學元件，然後，用於觀看立體影像之偏振眼鏡係設置於立體影像顯示裝置之一般觀看位置。如此，當立體影像由觀看者觀看時，一般觀看位置意指遠離於立體影像顯示裝置之中心而設置，其對應於之3/2長度之距離，在立體影像顯示裝置之水平方向。在此位置點，偏振眼鏡係假設位在於立體影像顯示裝置之中心而被觀看者所觀看。如此，假設觀看者觀看立體影像時，在立體影像顯示裝置之水平方向長度可以為從觀看著所觀看之水平方向距離，例如，影像顯示裝置之寬度。在此配置中，光度計(設備名稱：SR-UL2光譜儀)設置於偏振眼鏡之左眼及右眼鏡片之後表面，在立體影像顯示裝置允許輸出L信號之狀態下時，可測定每一左眼及右眼鏡片之亮度。在此狀態下，左眼鏡片之後表面所測得之亮度為明亮狀態亮度，而右眼鏡片之後表面所測得之亮度為黑暗狀態亮度。在每一亮度之量測後，黑暗狀態亮度與明亮狀態亮度之比例([黑暗狀態亮度]/[明亮狀態亮度])可轉換成一百分比值(%)，其可定義為一串擾比(Y)。此外，串擾比可在上述之相同方式下量測，其中，立體影像顯示裝置輸出一R信號時，可量測在明亮及黑暗狀態中之亮度。在此情況下，左眼鏡片之後表面所測得之亮度為黑暗狀態亮度，而右眼鏡片之後表面所測得之亮度為明亮狀態亮度。同樣地，一黑暗狀態亮度與明亮狀態亮度之比例可轉換成一百分比值(%)，其可定義為一串擾比。
4.　相位差及折射率之評估
一光學元件或液晶層之相位差及折射率可根據Axoscan廠商手冊(Axomatrix銷售)而評估。
5.　光學元件之厚度及寬度或長度之評估
利用三維設備量測光學元件之寬度或長度，Premium 600C及IView Pro程式(INTEK IMS公司)。此外，厚度量測可利用光譜反射計而完成，該設備能夠利用在薄膜表面之光反射及設置於薄膜下界面之光反射間之干擾或光線之相位差以評估薄膜之特性。
製備例1：液晶層(A)之製備
一形成光學配向膜之組成物係塗佈於TAC基質(折射率：1.49，厚度：80,000奈米)之一表面上，使塗佈後之厚度可達到約1,000，並在80℃烘箱內乾燥2分鐘。利用上述組成物作為組成物形成一光學配向膜。上述組成物藉由混合一丙烯醯基單體及具有下述化學式14之皮桂酸鹽基團之聚原冰片烯(分子量(Mw)=150,000)，及一光起始劑(Irgacure 907)之混合物而製備，並將該混合物溶解於甲苯溶劑，使聚原冰片烯之固濃度含2%重量比(聚原冰片烯：丙烯醯基單體：光起始劑=2：1：0.25(重量比))。
化學式14
接著，乾燥組成物以形成一排列的光學配向膜，係根據韓國專利申請號2010-0009723所揭露之方法所形成一光學配向膜，該光學配向膜包括在不同方向排列之第一及第二排列區域。尤其是一圖形化光罩，係具有約450微米寬度之條紋形狀之光發射部分及光干擾部分，其在乾燥組成物之頂部之垂直方向及水平方向交替而形成，而偏振板設置於圖形化光罩之頂部，且具有兩個區域形成於偏振板其中以發射兩種不同偏振光。接著，利用偏振平板及圖形化光罩，藉由利用紫外線(300mW/cm2 )照射組成物約30秒，使形成光學配向膜之組成物而排列，同時以約3m/min之速度轉換TAC基質30為具有光學配向膜形成於其上。然後，液晶層經過排列處理而形成於配向層之上，尤其是液晶組成物包括下述化學式A所示之70重量部分之多官能基聚合液晶化合物，下述化學式B所示之30重量部分之單官能基聚合液晶化合物，及適量之光起始劑塗佈至光學配向膜，並乾燥厚度至約1微米，而液晶層係根據設置於液晶層下方之配向層之排列而排列。然後，根據設置於液晶層下方之光學配向膜之排列，液晶層，包括具有相互垂直之不同光學軸之第一及第二區域，其藉由交聯及聚合液晶 而形成，且利用紫外線(300mW/cm2 )照射液晶約10秒。在液晶層中，在慢軸方向及快軸方向間之折射率差異係為約0.125。
製備例2至5：液晶層(B)至液晶層(E)之製備
如同製備例1之相同方式製備液晶層，除了含有液晶組成物之多官能基聚合液晶化合物及單官能基聚合液晶化合物之重量比例之外，如以下表1所列而調整。
實施例1
一光學元件之製備如下，首先，一由製備例2製備之結構，即一結構係由一TAC基質，一配向膜及一液晶層而依序形成。利用一水性PVA基黏著組成物，使TAC基質接合於偏振平板之偏振板，其包括具有一TAC保護膜形成在其一表面之PVA基偏振板。一黏著組成物，一般利用於接合TAC保護膜至PVA偏振板作為黏著組成物。TAC基質及偏振板之表面利用滴入法形成薄片(laminated)。在此情況下，塗佈黏著組成物，使黏著組成物之塗佈層在固化後之厚度可達到1微米，並藉由偏振板接合至TAC基質之表面，使塗佈層維持在一適當溫度以形成一黏著層。之後，一傳統的丙烯酸壓敏感黏著層形成在TAC保護膜之一表面以製備一光學元件，其中TAC保護膜為偏振板之保護膜。
實施例2
一光學元件使用如實施例1之相同方法而製備，除了結構由製備例3所製備之外，即一結構係利用一TAC基質，一配向膜及一液晶層(B)而依序形成。
比較例1
一光學元件使用如實施例1之相同方法而製備，除了結構由製備例2所製備之外，即一結構係利用一TAC基質，一配向膜及一液晶層而依序形成，且液晶層接合至偏振板，其偏振板係具有TAC保護層形成在其一表面之PVA基偏振板。
比較例2
一光學元件使用如實施例1之相同方法而製備，除了結構由製備例4所製備之外，即一結構係利用一TAC基質，一配向膜及一液晶層(C)而依序形成。
比較例3
一光學元件使用如實施例1之相同方法而製備，除了結構由製備例5所製備之外，即一結構係利用一TAC基質，一配向膜及一液晶層(D)而依序形成。
比較例4
一光學元件使用如實施例1之相同方法而製備，除了結構由製備例6所製備之外，即一結構係利用一TAC基質，一配向膜及一液晶層(E)而依序形成。
實施例及比較例所製備光學元件之物理性質之評估，評估結果列於以下表2。
實驗例1：根據厚度以評估液晶層之折射率及分光性質之相關性
為了根據厚度以評估液晶層之折射率及液晶層之分光性質，一樣品之製備如後續所述。尤其是一相位延遲層使用如製備例1之相同方法而形成，其中相位延遲層藉由分別形成具有厚度為約0.3微米，1微米及2.5微米之液晶層而製備，並調整液晶混合物之組成，使在慢軸方向及快軸方向間之折射率差異在液晶層形成後可達到0.03。此外，一相位延遲層利用如製備例1之相同方法及相同液晶化合物所製備，其中相位延遲層係藉由形成具有厚度約0.3微米及2.5微米之液晶層而製備。此外，一相位延遲層利用如製備例1之相同方法而形成，其中相位延遲層係藉由分別形成具有厚度約0.3微米，1微米及2.5微米之液晶層而製備，並調整液晶混合物之組成，使在慢軸方向及快軸方向間之折射率差異在液晶層形成後可達到0.22。之後，一光學元件之製備，如實施例1之相同方法所製備之相位延遲層，及製備光學元件所得到之串擾比，及實施例1用於觀看立體影像之光學元件進行評估，結果如下列表3所列。
根據本發明一具體實施例之光學元件，可為一分光元件，例如，一元件可將入射光分為至少兩種具有不同偏振狀態之光束，例如，光學元件可用於實現立體影像。
雖然本發明可參考特定具體實施例而呈現及敘述，可被所屬技藝者所理解的是，能依據申請專利範圍之定義，在不違背本發明之範疇下作各種形式之變化。
1,5,6,7,8,9．．．光學元件
11．．．液晶層
12．．．基底層
13．．．偏振板
51．．．水性黏著劑
61．．．表面處理層
71．．．保護層
81．．．壓敏感黏著層
91．．．光源
92．．．偏振平板
93．．．顯示元件
94．．．光學元件
941．．．偏振板
942．．．液晶層
A．．．第一區域
B．．．第二區域
LC．．．左眼影像信號偏振之配置區域
LG．．．左眼影像信號產生區域
RC．．．右眼影像信號偏振之配置區域
RG．．．右眼影像信號產生區域
圖1係根據具體實施例之一光學元件1之截面圖。
圖2及3係具有不同相位延遲性質之第一及第二區域。
圖4係第一及第二區域之光學軸配置之示意圖。
圖5係根據一具體實施例所示之光學元件5。
圖6係根據一具體實施例所示之光學元件6。
圖7係為光學元件7之示意圖。
圖8係為光學元件8之示意圖。
圖9係根據一具體實施例所示觀看者配戴偏光眼鏡及觀看立體影像所得到裝置之結構之示意圖。
圖10係RG及LG區域在同一方向以條紋形式延伸之示意圖。
圖11係RG及LG區域以一格子圖案形成之示意圖。

Claims (17)

  1. 一種光學元件，包括：一基底層；一液晶層，係形成於該基底層之頂部，其在慢軸方向和快軸方向之平面折射率間之差異具有0.05至0.2及0.5微米至2.0微米之厚度，並包括一多官能基聚合液晶化合物及一單官能基聚合液晶化合物，該單官能基聚合液晶化合物存在含量係大於0重量分及100重量分以下相對於100重量分之該多官能基聚合液晶化合物，且包括具有不同相位延遲性質之一第一及一第二區域；以及一偏振板，係接合至該基底層之底部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，係符合下列公式1的條件：公式1 X<8%其中，X代表光學元件在80℃維持100小時，其相對於該光學元件液晶層之起始相位差值所得到該液晶層之相位差值變化之百分比。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，該多官能基液晶化合物或該單官能基聚合液晶化合物為下列化學式1所表示：化學式1 其中，A為一單鍵，-COO-或-OCO-，且R1 至R10 是各自獨立的氫，一鹵素，一烷基，一烷氧基，一烷氧羰基，一氰基，一硝基，-O-Q-P或一下列化學式2之取代基，提供至少一種R1 至R10 取代基為-O-Q-P或一下列化學式2之取代基，或R1 至R5 之兩個相鄰取代基或R6 至R10 之兩個相鄰取代基連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環，其中，Q為一伸烷基或一伸叉基，而P為一烯基，一環氧基，一氰基，一羧基，一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基或一甲基丙烯醯基氧基； 其中，B為一單鍵，-COO-或-OCO-，且R11 至R15 是各自獨立的氫，一鹵素，一烷基，一烷氧基，一烷氧羰基，一氰基，一硝基或-O-Q-P，提供至少一種R11 至R15 取代基為-O-Q-P，或R11 至R15 之兩個相鄰取代基連接在一起以形成一具有-O-Q-P取代之苯環，其中，Q為一伸烷基(alkylene group)或一伸叉基(alkylidene group)，而P為一烯基， 一環氧基，一氰基，一羧基，一丙烯醯基，一甲基丙烯醯基，一丙烯醯基氧基或一甲基丙烯醯基氧基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，該多官能基聚合液晶化合物或該單官能基聚合液晶化合物係以水平排列狀態聚合，且包含於該液晶層內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，該第一及該第二區域具有不同方向所形成之光學軸。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學元件，其中，在該第一及該第二區域之光學軸間形成之二等分角度線係垂直或水平於相對該偏振板之吸收軸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，其中，該偏振板係藉由一水性黏著劑而接合於該基底層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，更包括：一表面處理層形成於該液晶層之一頂部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學元件，其中，該表面處理層係為一高硬度層、一抗眩層或一低反射層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學元件，其中，該高硬度層係為一樹脂層，其在500g荷重下具有1H或以上之鉛筆硬度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之光學元件，其中，該樹脂層更包括相較於該樹脂層而具有不同折射率之微粒。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光學元件，其中，該微粒與該樹脂層具有0.03或更低之折射率差異。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，更包括：一相位延遲層設置於該偏振板之一底部。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，更包括：一壓敏感黏著層形成於該偏振板之一表面上，在25℃時具有儲存模數為0.02MPa或0.08MPa，且具有一利用多官能基交聯劑之交聯丙烯酸聚合物之交聯結構。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之光學元件，更包括：一壓敏感黏著層形成於該偏振板之一表面上，在25℃時具有儲存模數為高於0.08MPa，同時具有一含丙烯酸聚合物與多官能基交聯劑所交聯之交聯結構及一含活化能量射線聚合化合物所聚合之交聯結構。
  16. 一立體影像顯示裝置，係由申請專利範圍第1項所述之光學元件所組成。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之立體影像顯示裝置，更包括一顯示元件以構成產生左眼及右眼之影像信號，其中，該顯示元件之設置係使左眼影像信號通過該第一及該第二區域之其中之一，而右眼信號可通過另一區域。
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