專利名稱：視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為將液晶顯示裝置的視場角擴(kuò)大的系統(tǒng)，使背照燈變成平行光，只取出正面附近的對比度及色調(diào)良好的光線，通過將其擴(kuò)散，從任何角度觀察時(shí)都可以獲得與正面附近相同質(zhì)量的顯示的方法是公知的(例如，參照特開平10-333147號公報(bào)，特開平10-25528號公報(bào))。
但是，在這種液晶顯示裝置中，獲得平行光的背照燈技術(shù)是很困難的。例如，在上述專利文獻(xiàn)等中提出的系統(tǒng)中，由于背照燈系統(tǒng)厚度很厚，光的利用效率差，成本高等原因，在實(shí)用方面存在著很多問題。
在通常的不用視角補(bǔ)償薄膜的TN型液晶顯示裝置中，獲得高對比度的區(qū)域，只有正面±20°左右。在STN型液晶中，處于比它更狹窄的范圍內(nèi)。為了取出在正面附近具有良好的顯示品質(zhì)的光線，可以考慮采用以下兩種方式，1)將背照燈的出射光線的平行度以半輻值收斂到±20°左右，在透過液晶單元之后，用擴(kuò)散機(jī)構(gòu)擴(kuò)展正面附近的透射光線，擴(kuò)大視場角的方式，2)只從透過液晶顯示裝置之后的光線中提取±20°的正面附近的光線，用擴(kuò)散機(jī)構(gòu)將其擴(kuò)展的方式。
但是，方式2)，光的損失很大，用作液晶顯示是不適合的。此外，在方式1)中，對于背照燈，在使用3M公司制的BEF為代表的棱鏡聚光片的情況下，平行度的極限是±40°左右。利用背照燈的導(dǎo)光體的形狀進(jìn)行光的平行化，也停留在±40°左右，沒有足夠的能力用于液晶顯示裝置的視場角的擴(kuò)大系統(tǒng)。
作為光的平行化機(jī)構(gòu)，有利用以3M公司制造的光量控制薄膜等為代表的遮光罩的方法。但是，用上述方法形成平行光，吸收損失很大，在亮度方面產(chǎn)生問題。即，從設(shè)計(jì)上的問題來說，對厚度、亮度、所所獲得的光的平行度，對其中之一必須作出犧牲，在實(shí)用上存在很多問題。特別是，在用于筆記本PC及移動(dòng)電話機(jī)時(shí)，優(yōu)選地，將光的平行化的光學(xué)系統(tǒng)的厚度的增加在200μm以下，更優(yōu)選地在100μm以下，即使在將光的平行化的系統(tǒng)中同時(shí)裝入反射偏振鏡以便產(chǎn)生提高亮度的效果的情況下，也希望厚度的最大增加量在500μm以下，但利用上述方法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是很困難的。
另一方面，利用反射鏡、透鏡、棱鏡及導(dǎo)光體將光的平行化的機(jī)構(gòu)是已知的。但是，在這種方法中，厚度及重量的增大顯著，除投影儀等特殊用途之外，不是有效的方法。
從而，在視場角液晶顯示裝置中，在利用薄的薄膜狀構(gòu)成體將光的平行化的同時(shí)，需要將光源收斂到能夠獲得液晶顯示裝置的良好的視場角特性的范圍內(nèi)，即，約±20°以內(nèi)，進(jìn)而，還有必要縮小吸收損失。
進(jìn)而，借助利用遮光罩及微透鏡陣列、棱鏡等的光平行化機(jī)構(gòu)，在微細(xì)結(jié)構(gòu)和液晶顯示裝置的像素之間會(huì)發(fā)生莫爾條紋，難以獲得良好的顯示。由于光線不能從棱鏡的連接點(diǎn)，透鏡的間隙等處出射，所以，在出射的光線中，規(guī)則性地產(chǎn)生面內(nèi)濃淡，這將產(chǎn)生莫爾條紋。為了防止莫爾條紋，可以插入擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，但存在著使所獲得的平行光的平行度惡化的問題，產(chǎn)生實(shí)用上的問題。
即使改變規(guī)則性的周期，緩和液晶像素～光平行化機(jī)構(gòu)之間的干涉，有時(shí)還會(huì)觀察到與配置在液晶顯示裝置的顯示面?zhèn)鹊钠叫泄鈹U(kuò)散機(jī)構(gòu)的微細(xì)結(jié)構(gòu)相干涉的情況。在對于平行光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，采用具有如微透鏡陣列或微棱鏡類那樣的規(guī)則性的結(jié)構(gòu)體的情況下，會(huì)發(fā)生與這種微細(xì)結(jié)構(gòu)的干涉。
從而，為了防止平行光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)與液晶像素的干涉，必須在微細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸及配置方法方面采取一定的措施。但是，由于用于防止與液晶像素的干涉進(jìn)行的設(shè)計(jì)，與防止光平行化機(jī)構(gòu)的與像素的干涉的機(jī)構(gòu)是相同的，所以，存在著避免干涉的構(gòu)件彼此之間，很容易再次引起相互干涉的問題。
例如，當(dāng)對光平行化機(jī)構(gòu)采用不與液晶像素相互干涉的結(jié)構(gòu)的尺寸時(shí)，由于平行光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)也采用同樣地不與液晶像素干涉的結(jié)構(gòu)的尺寸，所以，恰好成為相互干涉的尺寸。角度或排列等方面的措施也是一樣，允許的設(shè)計(jì)范圍很窄，可以選擇的光學(xué)系統(tǒng)的范圍也非常狹窄。
由這樣的光平行化機(jī)構(gòu)和平行光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)構(gòu)成的視場角擴(kuò)大的系統(tǒng)，由于各自的微細(xì)結(jié)構(gòu)引起的光學(xué)上的問題，設(shè)計(jì)的選擇范圍很窄，很難實(shí)用化。
除了使透鏡、反射鏡、棱鏡等的表面結(jié)構(gòu)與利用了折射或反射的大的深度和空氣界面成為必要的類型，或像遮光百頁板那樣伴隨有大的吸收損失的正面聚光/光的平行化系統(tǒng)之外，在現(xiàn)有技術(shù)中，對于利用特殊的光學(xué)薄膜使光源成為平行光的情況也進(jìn)行了研究。
作為具有代表性的方法，有通過將輝線光源和帶通濾波器組合起來進(jìn)行的方法。例如，可以列舉出菲利普(philps公司)的特開平6-235900號公報(bào)，特開平2-158289號公報(bào)，特表平10-510671號公報(bào)，美國專利第6307604號說明書，德國專利第3836955號說明書，德國專利申請公開4222028號說明書，歐洲專利申請公開第578302號說明書，美國專利申請公開第2002/34009號說明書，國際公開第02/25687號單行本等。
此外，還可以列舉出如特表2001-521643號公報(bào)，特表2001-516066號公報(bào)所述的，在CRT(陰極射線管)或場致發(fā)光等輝線發(fā)光光源/顯示裝置上配置帶通濾波器的方法。
此外，還可以列舉出如富士膠片工業(yè)社的美國專利申請公開第2002/36735號說明書，或日東電工社的特開2002-90535號公報(bào)，特開2002-258048號公報(bào)所述，相對于輝線型冷陰極射線管配置對應(yīng)于三個(gè)波長的帶通濾波器的方法等。
但是，這些技術(shù)，如果光源沒有輝線光譜的話，不能起作用。因此，存在著涉及到對特定波長具有選擇功能的薄膜的設(shè)計(jì)和制造的問題。此外，帶通濾波器，在蒸鍍干涉薄膜時(shí)，在加濕的環(huán)境下，存在著由于薄膜的折射率的變化引起的波長特性變化等可靠性方面的問題。
另一方面，作為利用全息系材料的光的平行化系統(tǒng)，可以列舉出ロツクウエル公司的美國專利第4984872號說明書等。但是，這種材料盡管正面透射率很高，但是，并不能將傾斜入射的光線通過反射完全除去。當(dāng)入射平行光線獲取直行透射率時(shí)，在正面方向由于直接通過，所以，測得的透射率高，另一方面，傾斜入射的光線通過散射，測得的透射率低，但對于擴(kuò)散光源則不會(huì)產(chǎn)生差異。從而，在實(shí)際上配置在擴(kuò)散的背照燈光源上時(shí)，不能充分獲得聚光功能。此外，全息系材料大多數(shù)是柔弱的物性的材料，可靠性存在很多問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種薄型、可以實(shí)現(xiàn)寬視場角的液晶顯示裝置。
本發(fā)明的發(fā)明人等，為了解決上述課題，反復(fù)深入進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)下面所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明如下所述。
1.一種視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，它至少包括利用在偏振光的選擇反射的波段相互重合的至少兩層反射偏振鏡a之間，配置有相位差層b的偏光元件A，進(jìn)行擴(kuò)散光源的光的平行化的背照燈系統(tǒng)；已光的平行化的光線透過的液晶單元；配置在液晶單元的兩側(cè)的偏振片，配置在液晶單元的觀察測的將透射后的光線進(jìn)行擴(kuò)散的視場角擴(kuò)大層。
2、根據(jù)上述1所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，至少兩層的反射偏振鏡a的選擇反射波長，在550nm±10nm的波長范圍內(nèi)相互重合。
3.根據(jù)上述1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡a，是透射某一圓偏振光，選擇性地反射相反的圓偏振光的圓偏振光型反射偏振鏡a1，相位差層b，包括正面相位差(法線方向)基本為零，對于相對于法線方向傾斜30°以上入射的入射光，具有λ/8以上的相位差的層(b1)。
4.根據(jù)上述1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡a，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡a2，而且，相位差層b，包括正面相位差(法線方向)基本為零，對于相對于法線方向傾斜30°以上入射的入射光，具有λ/4以上的相位差的層b1，在相位差層b1的兩側(cè)，與直線偏振光型反射偏振鏡a2之間，具有正面相位差大致為λ/4的層b2，其配置成入射側(cè)的層b2，相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層(b2)，相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，入射側(cè)的層b2與出射側(cè)的層b2，它們的滯后軸相互構(gòu)成的角度是任意角度。
5.根據(jù)上述1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡a，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡a2，并且，相位差層b包括兩層正面相位差大致為λ/4、Nz系數(shù)為2以上的雙軸性相位差層b3，其配置成入射側(cè)的層b3，其滯后軸方向相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層b3，其滯后軸方向相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，入射側(cè)的層b3與出射側(cè)的層b3，它們的滯后軸相互構(gòu)成的角度是任意角度。
6.根據(jù)上述1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡a，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡a2，并且，相位差層b包括一層正面相位差大致為λ/2、Nz系數(shù)為1.5以上的雙軸性相位差層b4，其配置成，
入射側(cè)的層的滯后軸方向，相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層的滯后軸方向，相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，上述兩個(gè)直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸大致正交。
7.根據(jù)上述1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層b1，是將在可見光區(qū)域之外具有的選擇反射波長區(qū)域的膽甾醇型液晶相的平面取向固定的層。
8.根據(jù)上述1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層b1，是將柱狀液晶的軸向極面垂直均勻取向狀態(tài)固定的層。
9.根據(jù)上述1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層b1，是將圓盤狀液晶的向列相或者柱狀取向狀態(tài)固定的層。
10.根據(jù)上述1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層b1，是將聚合物薄膜雙軸取向的層。
11.根據(jù)上述1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層b1，是將具有負(fù)的單軸性的無機(jī)層狀化合物，沿著面的法線方向成為光軸的方式取向固定的層。
12.根據(jù)上述3、6～11中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為圓偏振光型反射偏振鏡a1，利用膽甾醇型液晶。
13.根據(jù)上述3、6～12中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，在圓偏振光型反射偏振鏡a1的觀察側(cè)(液晶單元側(cè))配置λ/4片，使通過透射所獲得的直線偏振光的軸的方向與液晶顯示裝置的下面?zhèn)?光源側(cè))的偏振片的透射軸方向相一致地配置。
14.根據(jù)上述4～11中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為直線偏振光型反射偏振鏡a2，利用對折射率和相位差值不同的樹脂材料的多層層疊膜材料進(jìn)行拉伸的拉伸物。
15.根據(jù)上述4～11或14所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，使通過透射直線偏振光型反射偏振鏡a2而所獲得的直線偏振光的軸方向，與液晶顯示裝置的下面?zhèn)?光源側(cè))偏振片的透射軸的方向相一致地配置而成。
16.根據(jù)上述1～15中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為視場角擴(kuò)大層，使用實(shí)質(zhì)上沒有后方散射以及偏光消除的擴(kuò)散板。
17.根據(jù)上述1～16中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，利用透光性的粘合劑或粘接劑將各個(gè)層層疊。
(作用)如專利第2561483號說明書及特開平10-321025號公報(bào)所述，當(dāng)把垂直入射方向的相位差值與傾斜入射方向的相位差值控制得差別很大的相位差板插入到偏振鏡之間時(shí)，透射光線的角度分布受到制約，如果利用吸收型偏振鏡的話，只有正面附近的光線透射，周邊的光線全部被吸收。另一方面，作為偏振鏡，如果使用反射偏振鏡，則只有正面附近的光線透射，周邊的光線全部被反射。根據(jù)這種理論，可以不伴隨著吸收損失，將背照燈的出射光線聚光、使之變成平行光。
關(guān)于同時(shí)顯示出聚光性和提高亮度的機(jī)理，用以下理想的模型，對本圖1是表示作為反射偏振鏡a使用圓偏振光型反射偏振鏡a1時(shí)的原理的說明圖。在圖1中，作為偏光元件A，從背照燈側(cè)(下側(cè))起，依次配置圓偏振光型反射偏振鏡a1，相位差層b1，圓偏振光型反射偏振鏡a1。
其工作原理如下面的1)～3)所述。
1)通過反射將偏振光分離的圓偏振光型反射偏振鏡a1，根據(jù)偏振光方向?qū)⑷肷涔饩€分成透射光和反射光。從而，沒有吸收損失。
2)利用正面相位差基本為零、傾斜向方向具有相位差的特殊相位差板b1，正面的入射光線直接通過。
3)傾斜方向的入射光線不被吸收，作為反射光返回。反復(fù)進(jìn)行反射，直到反射光變?yōu)橥干涔饩€為止。
這里所使用的相位差板b1，一般稱之為負(fù)C片(負(fù)的相位差板)或正C片(正的相位差板)。這些相位差板b1，具有在垂直方向(法線方向)相位差接近于0，當(dāng)傾斜時(shí)會(huì)產(chǎn)生相位差的性質(zhì)。作為具有代表性的負(fù)C片，具體地，可以列舉出雙軸拉伸的聚碳酸酯薄膜，及聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜，或者將膽甾醇型液晶的選擇反射波段設(shè)定得比可見光短的膜，或使圓盤狀液晶與面平行取向的膜，或者，通過使具有負(fù)的相位差的無機(jī)結(jié)晶化合物在面內(nèi)取向所獲得的制品等。作為具有代表性的正的C片，具體地，可以列舉出軸向極面垂直均勻取向的液晶膜。
圓偏振光型反射偏振鏡a1，主要采用對下述制品進(jìn)行固定后的偏振鏡等，即，使膽甾醇型液晶取向，以使選擇反射波段覆蓋可見光波段/光源發(fā)光波段的方式而調(diào)整螺距的制品(例如，將選擇反射中心波長不同的多個(gè)膜的層疊物，或者以單層間距沿厚度方向變化的膜)等。配置在圖1的相位差板b1的兩側(cè)的圓偏振光型反射偏振鏡a1，最好是使用透射的圓偏振光的方向?yàn)橥粋€(gè)方向的偏振鏡。
圓偏振光型反射偏振鏡a1和相位差層b1，由于在各自的面內(nèi)的方向上幾乎不存在軸，所以可以不必指定粘貼方向而使用。因此，光的平行化的收斂的角度范圍，具有各向同性/對稱的特性。
下面，根據(jù)附圖進(jìn)行說明，在各個(gè)圖中，符號r如圖2所示，i表示自然光，ii表示圓偏振光，iii表示直線偏振光。ii圓偏振光，在ii-1和-2中，箭頭相反。這意味著旋轉(zhuǎn)方向相反。iii-1和-2意味著各偏光軸正交。
下面，如圖1所示，對于在作為反射偏振鏡a使用圓偏振光型反射偏振鏡a1時(shí)、追隨著將光的平行化的各個(gè)光線的變化進(jìn)行說明。
(1)在從背照燈供應(yīng)的自然光r1中，垂直入射到圓偏振光型反射偏振鏡a1上的自然光，被偏光分離成透射光r3和反射光r2。透射光和反射光，各自的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向相反。
(2)透射光r3直接通過相位差層b1。
(3)進(jìn)而，透射光r4直接通過圓偏振光型反射偏振鏡a1。
(4)將透射光r5用于配置在其上面的液晶顯示裝置。
(5)另一方面，在由背照燈供應(yīng)的自然光r6中，傾斜入射到圓偏振光型反射偏振鏡a1上的光，分別被偏光分離成透射光r8和反射光r7。透射光和反射光，各自的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向相反。
(6)透射光r8通過相位差層b1時(shí)，受到相位差的影響。當(dāng)給予1/2波長的相位差值時(shí)，圓偏振光其方向反向旋轉(zhuǎn)，變成反方向。因此，透射光r8透過相位差層b1之后，其旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。
(7)透射光r9由于相位差的影響，其旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)并出射。
(8)反向旋轉(zhuǎn)的透射光r9，被圓偏振光型反射偏振鏡a1反射。圓偏振光一般地在反射時(shí)旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)是公知的。(“偏光とその應(yīng)用”W.A.シヤ—クリフ著，WA Shurcliff，Polarized LightProduction and Use，(HarvardUniversty Press，Cambridge，Mass.，1966))。但是，作為例外，已知在由膽甾醇型液晶層反射的情況下，旋轉(zhuǎn)方向不變。這里，由于反射在膽甾醇型液晶面進(jìn)行，所以，透射光r9和反射光r10的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向不變。
(9)反射光r10通過相位差層b1時(shí)，受到相位差的影響。
(10)透射光r11由于相位差的影響，其旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。
(11)反向旋轉(zhuǎn)、返回到與透射光r8相同方向的透射光r11，直接通過圓偏振光型反射偏振鏡a1。
(12)反射光r2、r7、r12返回背照燈側(cè)，再次循環(huán)。重復(fù)進(jìn)行反射，直到這些返回的光線被配置在背照燈上的擴(kuò)散板等將前進(jìn)方向和偏光方向變成雜亂無章的，并再次變成可以在偏光元件A的法線方向附近透射的光線為止，對提高亮度作出貢獻(xiàn)。
(13)由于通過配置λ/4片，可以將透射的圓偏振光r5變換成直線偏振光，所以，可以不產(chǎn)生吸收損失地用于液晶顯示裝置。
利用膽甾醇型液晶的圓偏振光型反射偏振鏡a1的透射率和反射率，對于傾斜方向的入射光線，透射光線的波長特性向短波側(cè)偏移。從而，為了對以深的角度入射的光線充分起作用，需要在可見光區(qū)域之外的長波長側(cè)具有足夠的偏光特性/相位差特性。在本系統(tǒng)中，理想地、理論上使用的相位差層b1，應(yīng)該說只要在傾斜方向正確地具有1/2波長的相位差就可以了，但在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中使用的圓偏振光型反射偏振鏡(a1膽甾醇型液晶層)在一定程度上具有負(fù)的相位差板的性質(zhì)。因此，為了獲得本發(fā)明的功能，相位差層b1，如果在傾斜方向具有1/8波長左右以上的相位差，就可以顯示出光學(xué)功能。
在反射偏振鏡a是直線偏振光型反射偏振鏡a2的情況下，作為相位差層b，例如，在單獨(dú)使用C片(相位差層b1)的情況下，對于從傾斜方向入射到C片上的光線的光軸，總是與光線方向正交。因此，不顯示出相位差，不進(jìn)行偏光變換。因此，在使用直線偏振光型反射偏振鏡a2的情況下，在C片的兩側(cè)配置具有相對于直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸的角度為45°或-45°的滯后軸方向的λ/4片b2。借此，可以用λ/4片b2將直線偏振光變換成圓偏振光之后，用C片的相位差變換成反向圓偏振光，再次將圓偏振光用λ/4片b2變換成直線偏振光。
圖3是利用直線偏振光型反射偏振鏡a2，將自然光偏光分離成直線偏振光，進(jìn)而通過λ/4片b2變換成圓偏振光的示意圖。
圖4是作為反射偏振鏡a利用直線偏振光型反射偏振鏡a2時(shí)的示意圖。在圖4中，作為偏光元件A，從背照燈側(cè)(下側(cè))起，依次配置直線偏振光型反射偏振鏡a2，λ/4片b2，相位差層b1，λ/4片b2，直線偏振光型反射偏振鏡a2。
圖5是在圖4所示光的平行化系統(tǒng)中的各個(gè)薄膜粘貼的角度的一個(gè)例子。在直線偏振光型反射偏振鏡a2上所示的雙箭頭是偏光軸，在λ/4片b2上所示的雙箭頭是滯后軸。在C片相位差層b1的兩側(cè)，以45°(-45°)±5°的角度，配置直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸和λ/4片b2的滯后軸。分別用set1、set2表示它們的組合。此外，入射側(cè)和出射側(cè)的λ/4片b2的軸構(gòu)成的夾角是任意的。
如果維持直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸和λ/4片b2的滯后軸構(gòu)成的角度45°(-45°)的話，也可以使set1、set2旋轉(zhuǎn)。C片相位差層b1，由于在面內(nèi)沒有軸向方向，所以，可以不指定角度地進(jìn)行配置。
下面，追隨圖4、圖5所示的將光的平行化的各個(gè)光線的變化進(jìn)行說明。
(1)從背照燈供應(yīng)的自然光r14的一部分，垂直入射到直線偏振光型反射偏振鏡a2上。
(2)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r15透射，將與之正交方向的直線偏振光r16反射。
(3)直線偏振光r15透過λ/4片b2，變換成圓偏振光r17。
(4)圓偏振光r17直接通過相位差層b1。
(5)圓偏振光r18透過λ/4片b2，變換成直線偏振光r19。
(6)直線偏振光r19直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(7)直線偏振光r20入射到配置于其上的液晶顯示裝置，沒有損失地被傳送。
(8)另一方面，從背照燈供應(yīng)的自然光r21的一部分，傾斜入射到直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(9)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r22透射，將與之正交方向的直線偏振光r23反射。
(10)直線偏振光r22透過λ/4片b2，被變換成圓偏振光r24。
(11)通過相位差層b1時(shí)，圓偏振光r24受到1/2波長的相位差，其旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。
(12)反轉(zhuǎn)的圓偏振光r25透過λ/4片b2，變換成直線偏振光r26。
(13)直線偏振光r26，被直線偏振光型反射偏振鏡a2反射，成為直線偏振光r27。
(14)直線偏振光r27透過λ/4片b2，被變換成圓偏振光r28。
(15)通過相位差層b1時(shí)，圓偏振光r28受到1/2波長的相位差，旋轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。
(16)反轉(zhuǎn)的圓偏振光r29透過λ/4片b2，被變換成直線偏振光r30。
(17)直線偏振光r30，直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(18)反射光r16、r23、r31返回到背照燈側(cè)，進(jìn)行再循環(huán)。
在理想體系中，在理論上，本來這里描述的λ/4片b2的滯后軸與直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸構(gòu)成的角度是45°，但實(shí)際的直線偏振光型反射偏振鏡a2及λ/4片b2的特性，在可見光區(qū)域并不是完全一致的，對于每一個(gè)波長都有微秒的變化。當(dāng)忽略這一點(diǎn)，以45°層疊時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)著色。
因此，當(dāng)偏轉(zhuǎn)一些角度對色調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能夠合理地最佳化。另一方面，當(dāng)偏離大的角度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生透射率降低等問題。因此，在實(shí)際上，優(yōu)選地，將調(diào)整停留在±5度的范圍內(nèi)。
直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射率和反射率，相對于傾斜方向的入射光線，在透射光線的波長特性向短波側(cè)偏移這一點(diǎn)上，和利用膽甾醇型液晶的圓偏振光型的反射偏振鏡a1相同。從而，為了對以深的角度入射的光線充分發(fā)揮作用，在可見光區(qū)域外的長波長側(cè)，有必要具有足夠的偏光特性/相位差特性。
直線偏振光型反射偏振鏡a2，與膽甾醇型液晶相比，本身具有的負(fù)的相位差特性小。從而，夾持在直線偏振光型反射偏振鏡a2之間使用的相位差層b1的傾斜方向(30°傾斜)的相位差，比利用膽甾醇型液晶的圓偏振光型的反射偏振鏡a1時(shí)稍大，優(yōu)選地在1/4波長以上。
除上面所述之外，反射偏振鏡a為直線偏振光型反射偏振鏡a2時(shí)，代替用兩個(gè)λ/4片b2夾持C片相位差層b1的結(jié)構(gòu)物，通過配置兩個(gè)正面相位差大約為λ/4，厚度方向的相位差大致λ/2以上的兩個(gè)雙軸性相位差層b3，也可以獲得同樣的效果。這種雙軸性相位差層b3，如果Nz系數(shù)在2以上，就可以滿足上述必要條件。
圖6是作為反射偏振鏡a利用直線偏振光型反射偏振鏡a2、利用雙軸性相位差層b3時(shí)的示意圖。在圖6中，作為偏光元件A，從背照燈側(cè)(下側(cè))起，依次配置直線偏振光型反射偏振鏡a2，雙軸性相位差層b3，直線偏振光型反射偏振鏡a2。
圖7是表示在圖6所示的光的平行化系統(tǒng)中各個(gè)薄膜的粘貼角度的一個(gè)例子。在直線偏振光型反射偏振鏡a2上所示的雙箭頭表示偏光軸，在相位差層b1上所示的雙箭頭是滯后軸。直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸，與雙軸性相位差層b3的滯后軸以45°(-45°)±5°的角度配置。分別用set1、set2表示它們組合。
為了易于對光路進(jìn)行說明，作為例子，表示出上下的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸平行、雙軸性相位差層b3的滯后軸正交時(shí)的情況。此外，上下雙軸性相位差層b3的滯后軸構(gòu)成的角度是任意的。如果維持直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸與雙軸性相位差層b3的滯后軸形成的角度為45°(-45°)時(shí)，也可以使set1、set2旋轉(zhuǎn)。
下面，追隨著圖6、圖7所示的上述例子的光的平行化的各個(gè)光線的變化，進(jìn)行說明。
(1)從背照燈供應(yīng)的自然光r32的一部分，垂直入射到直線偏振光型反射偏振鏡a2上。
(2)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r33透射，將與之正交的方向的直線偏振光r34反射。
(3)直線偏振光r33透過兩層正面相位差大約為1/4波長的雙軸性相位差層b3。這里，由于上下兩層雙軸性相位差層b3，各自的滯后軸呈90°正交，所以，正面相位差為0。從而，直線偏振光r35直接通過。
(4)直線偏振光r35直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(5)直線偏振光r36入射到液晶顯示裝置上，無損失地傳送。
(6)另一方面，從背照燈供應(yīng)的自然光r37的一部分，向直線偏振光型反射偏振鏡a2上傾斜入射。
(7)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r38透射，將與之正交的方向的直線偏振光r39反射。
(8)直線偏振光r38傾斜入射到雙軸性相位差層b3上。由于雙軸性相位差層b3其正面相位差為1/4波長，Nz系數(shù)為2以上，所以，通過厚度方向的相位差變化，透過雙軸性相位差層b3的直線偏振光r40，偏光軸方向變化90°。
(9)直線偏振光r40入射到直線偏振光型反射偏振鏡a2上。
(10)由于上下直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸方向相同，所以，直線偏振光r40變成反射光r41。
(11)反射光r41通過兩層雙軸性相位差層b3時(shí)，與(8)同樣地，受到相位差的影響，變成偏光軸方向旋轉(zhuǎn)90°的直線偏振光r42。
(12)直線偏振光r42直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(13)反射光r34、r39、r43返回到背照燈側(cè)，再次循環(huán)。
圖6、圖7所示的偏光元件A，是將兩個(gè)正面相位差具有大約1/4波長的相位差、Nz系數(shù)在2以上的雙軸性相位差層b3層疊制成的。它可以產(chǎn)生和使用如圖4、圖5所示的，用兩個(gè)λ/4片b2夾持C片相位差層b1的結(jié)構(gòu)的3層層疊物時(shí)幾乎相同的特性。從而，與上述偏光元件A相比，層疊數(shù)少，生產(chǎn)性能更好。
在理想體系中，在理論上，本來這里描述的相位差層b3的滯后軸與直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸構(gòu)成的角度是45°，但實(shí)際的直線偏振光型反射偏振鏡a2或相位差層b3的特性，在可見光區(qū)域并不是完全一致的，對于每一個(gè)波長都有微秒的變化。當(dāng)忽略這一點(diǎn)，以45°層疊時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)著色。
因此，當(dāng)偏轉(zhuǎn)一些角度對色調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能夠合理地最佳化。另一方面，當(dāng)偏離大的角度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生透射率降低等問題。因此，在實(shí)際上，優(yōu)選地，將調(diào)整停留在±5度的范圍內(nèi)。
直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射率和反射率，相對于傾斜方向的入射光線，在透射光線的波長特性向短波側(cè)偏移這一點(diǎn)上，和利用膽甾醇型液晶的圓偏振光型的反射偏振鏡a1相同。從而，為了對以深的角度入射的光線充分發(fā)揮作用，在可見光區(qū)域外的長波長側(cè)，有必要具有足夠的偏光特性/相位差特性。
此外，在反射偏振鏡a是直線偏振光型反射偏振鏡a2時(shí)，作為位相位差層b，通過配置正面相位差大約為λ/2、厚度方向相位差為λ/2以上的雙軸性相位差層b4，也可以獲得同樣的效果。這種雙軸性相位差層b4，如果Nz系數(shù)在1.5以上，就可以滿足上述必要條件。
圖8是作為反射偏振鏡a利用直線偏振光型反射偏振鏡a2、利用雙軸性相位差層b4時(shí)的示意圖。在圖8中，作為偏光元件A，從背照燈側(cè)(下側(cè))起，依次配置直線偏振光型反射偏振鏡a2，雙軸性相位差層b4，直線偏振光型反射偏振鏡a2。
圖9是圖8所示的光的平行化系統(tǒng)中的各個(gè)薄膜的粘貼角度的一個(gè)例子。直線偏振光型反射偏振鏡a2所示的雙箭頭是偏光軸，相位差層b4上所示的雙箭頭是滯后軸。上下的直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸大致正交地配置。雙軸性相位差層b4的滯后軸與直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸，以45°(-45°)±5°的角度配置。
下面，追隨著圖8、圖9所示的將上述例的光的平行化的各個(gè)光線的變化進(jìn)行說明。
(1)從背照燈供應(yīng)的自然光r47的一部分，垂直入射到直線偏振光型反射偏振鏡a2上。
(2)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r48透射，將與之正交的方向的直線偏振光r49反射。
(3)直線偏振光r48，透過正面相位差大約為1/2波長的雙軸性相位差層b4，變換成直線偏振光r50，偏光軸的方向旋轉(zhuǎn)90°。
(4)直線偏振光r50直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2。
(5)透過的直線偏振光r51入射到液晶顯示裝置上，沒有損失地被傳送。
(6)另一方面，從背照燈供應(yīng)的自然光r52的一部分，向直線偏振光型反射偏振鏡a2上傾斜入射。
(7)直線偏振光型反射偏振鏡a2，令直線偏振光r53透射，將與之正交的方向的直線偏振光r54反射。
(8)直線偏振光r53傾斜入射到雙軸性相位差層b4上。由于雙軸性相位差層b4是正面相位差大致為1/2波長，Nz系數(shù)為2以上，所以，受到厚度方向的相位差的影響，以偏光軸方向與直線偏振光r53相同的狀態(tài)的直線偏振光r55透過。
(9)透過的直線偏振光r55，被直線偏振光型反射偏振鏡a2反射，成為反射光r56。
(10)反射光r56入射到相位差層b4上。它也是軸向方向不變地原封不動(dòng)地透射。
(11)透過的直線偏振光r57，直接通過直線偏振光型反射偏振鏡a2，變成直線偏振光r58。
(12)反射光r49、r54、r58返回背照燈側(cè)，再次循環(huán)。
圖8、圖9所示的偏光元件A，是配置一個(gè)正面相位差具有大約1/2波長的相位差、Nz系數(shù)1.5以上的雙軸性相位差層b4的元件。它可以產(chǎn)生和使用如圖4、圖5所示的用兩個(gè)λ/4片b2夾持C片相位差層b1的結(jié)構(gòu)的3層層疊物時(shí)幾乎相同的特性。從而，與上述偏光元件A相比，層疊數(shù)少，生產(chǎn)性能更好。進(jìn)而，也比使用如圖6、圖7所示的雙層層疊物時(shí)的生產(chǎn)性能更好。
在理想體系中，在理論上，本來這里描述的相位差層b4的滯后軸與直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸構(gòu)成的角度是45°，但實(shí)際的直線偏振光型反射偏振鏡a2及相位差層b4的特性，在可見光區(qū)域并不是完全一致的，對于每一個(gè)波長都有微秒的變化。當(dāng)忽略這一點(diǎn)，以45°層疊時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)著色。
因此，當(dāng)偏轉(zhuǎn)一些角度對色調(diào)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能夠合理地最佳化。另一方面，當(dāng)偏離大的角度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生透射率降低等其它問題。因此，在實(shí)際上，優(yōu)選地，將調(diào)整停留在±5度的范圍內(nèi)。
直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射率和反射率，相對于傾斜方向的入射光線，在透射光線的波長特性向短波側(cè)偏移這一點(diǎn)上，和利用膽甾醇型液晶的圓偏振光型的反射偏振鏡a1相同。從而，為了對以深的角度入射的光線充分發(fā)揮作用，在可見光區(qū)域外的長波長側(cè)，有必要具有足夠的偏光特性/相位差特性。
如上述圖1～圖9所示，偏光元件A具有將與法線方向成30°的入射角入射的光線，變換成被兩個(gè)反射偏振鏡a反射的軸向方向的偏振光的相位差層b，該偏光元件A具有在入射角為30°時(shí)全反射的功能，在入射角30°附近，光線不會(huì)透過。實(shí)質(zhì)上，該偏光元件A，在離開法線方向±15～20°左右的范圍內(nèi)，具有高的透射率，入射角超過該范圍的光線被反射返回進(jìn)行再利用。因此，從光源來的透射光線，集中在上述范圍內(nèi)，進(jìn)行聚光和光的平行化。
這樣所獲得的光的平行化的背照燈，與現(xiàn)有技術(shù)相比，是薄型的，具有容易獲得平行度高的光源的特征。而且，由于通過在本質(zhì)上沒有吸收損失的偏光反射進(jìn)行光的平行化，所以，被反射的非平行光成分，返回到背照燈側(cè)，散射反射，重復(fù)進(jìn)行只取出其中的平行光成分的再循環(huán)，可以獲得實(shí)質(zhì)上高的透射率和高的光利用率。
作為平行光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，優(yōu)選地，采用后方散射少的，如在特開2000-347006號公報(bào)及特開2000-347007號公報(bào)中描述的擴(kuò)散板。在這種情況下，視場角被各向同性地?cái)U(kuò)大，上下左右的視場角的特性沒有不同。具有這種特性的液晶顯示裝置，適合用于大多改變液晶顯示裝置的方向、改變縱橫方向進(jìn)行觀察的DTP，或者數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等。
此外，由于當(dāng)采用如在全息材料中看到的、在光擴(kuò)散性中具有各向異性的擴(kuò)散板或控制了形狀各向異性的微透鏡陣列時(shí)，可以選擇性地改進(jìn)左右方向或向下方向的視場角特性，所以，適合應(yīng)用于橫向長的畫面的電視機(jī)等。
用于本發(fā)明的相位差各向異性控制型光平行化機(jī)構(gòu)，其具有的特征為在光學(xué)觀察中，從面方向看，不能辨認(rèn)出面內(nèi)的微細(xì)結(jié)構(gòu)；與液晶像素或黑矩陣、光平行化機(jī)構(gòu)中所用的具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的薄膜、液晶顯示裝置的最外面的眩光處理面等均沒有任何干涉；沒有引起莫爾條紋的因素。
莫爾條紋，如圖10所示，是一種當(dāng)形成于不同的層的光柵以一定的角度重合時(shí)，具有比被辨認(rèn)出的光柵低的頻率的濃淡花紋。
莫爾條紋的間距由下式1表示，(1S3)2=(1S1)2+(1S2)2-2cosαS1×S2]]>式1中，S1第一光柵的間距，S2第二光柵，S3莫爾條紋間距，α第一光柵和第二光柵的構(gòu)成角度。
當(dāng)令這樣使不同光柵重合所獲得的莫爾條紋的強(qiáng)度I的最大值為Imax，最小值為Imin，計(jì)算莫爾條紋的可見度(Vvisibility)時(shí)，用數(shù)學(xué)公式V＝(Imax-Imin)/(Imax+Imin)表示。為了降低該對比度，令光柵彼此構(gòu)成的角度足夠大，最好是接近于正交。但是，當(dāng)具有光柵的層在3層以上時(shí)，很難滿足該必要條件。從而，為了抑制莫爾條紋現(xiàn)象，減少具有光柵結(jié)構(gòu)的層的數(shù)目是有效的，由此可知，要抑制莫爾現(xiàn)象，削減具有光柵結(jié)構(gòu)的層是有效的，沒有光柵結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的偏光元件，對于視場角擴(kuò)大的系統(tǒng)的制作，具有很大的效果。
進(jìn)而，與棱鏡陣列及微透鏡片類相比，發(fā)生平行光的薄膜層，即使包括反射偏振鏡，也只有幾十～幾百個(gè)微米水平，極為薄型化的設(shè)計(jì)是很容易的。此外，由于無需空氣界面，所以能夠粘貼使用，在處理方面獲得很大的有利條件。例如，在反射偏振鏡使用膽甾醇型液晶聚合物(約10μm)時(shí)，如果組合相位差板也使用液晶聚合物的涂布薄膜(約5μm)、用粘合劑層疊的話(約5μm)，可以獲得總計(jì)50μm以下的薄膜。如果將各個(gè)層直接涂布、進(jìn)行無界面地制作，則可以進(jìn)一步薄層化。
(發(fā)明的效果)本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，只將出射光線聚光到對比度最高、彩色再現(xiàn)性良好的視場的各個(gè)區(qū)域內(nèi)。從而，由液晶顯示裝置所獲得的影像可以只使顯示品質(zhì)良好的區(qū)域變得明亮。
顯示出光的平行化的功能薄膜，厚度也在200μm以下，如果除去制作時(shí)的支撐體的基材厚度的話，以幾十μm左右的厚度，就可以獲得在實(shí)用上具有足夠的性能的光學(xué)薄膜。這是利用現(xiàn)有技術(shù)中的透鏡或棱鏡等幾何光學(xué)材料不能實(shí)現(xiàn)的厚度。即，與過去提出的視場角擴(kuò)大系統(tǒng)相比，具有很大的優(yōu)勢。
利用該系統(tǒng)，通過將正面附近區(qū)域的良好顯示特性的光線平均化，將角度展寬，可以獲得對于灰度反轉(zhuǎn)或色調(diào)的變化的耐受性高，視場角特性良好的液晶顯示裝置。在該系統(tǒng)中，液晶顯示裝置的單元，即使在對于現(xiàn)有技術(shù)中存在的通常的TN液晶不使用補(bǔ)償薄膜的情況下，也可以獲得十分好的特性，無需高成本的液晶排列控制及特殊的相位差板。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，可以很容易用低成本實(shí)現(xiàn)過去不可能的薄型的視場角擴(kuò)大系統(tǒng)。


圖1是表示偏光元件A的光的平行化的基本原理的一個(gè)例子的示意圖。
圖2是說明圖1、圖3、圖4、圖6、圖8的各個(gè)光線的狀態(tài)的圖。
圖3是表示直線偏振光的圓偏振光化的示意圖。
圖4是表示偏光元件A的光的平行化的基本原理的一個(gè)例子的示意圖。
圖5是表示利用直線偏振光型反射偏振鏡a2的光的平行化的各個(gè)層的配置角度的一個(gè)例子。
圖6是表示偏光元件A的光的平行化的基本原理的一個(gè)例子的示意圖。
圖7是表示利用直線偏振光型反射偏振鏡a2的光的平行化的各個(gè)層的配置角度的一個(gè)例子。
圖8是表示偏光元件A的光的平行化的基本原理的一個(gè)例子的示意圖。
圖9是表示利用直線偏振光型反射偏振鏡a2的光的平行化的各個(gè)層的配置角度的一個(gè)例子。
圖10是表示莫爾條紋的直接解的示意圖。
圖11是實(shí)施例1的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖12是實(shí)施例2的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖13是實(shí)施例3的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖14是實(shí)施例4的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖15是實(shí)施例5的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖16是實(shí)施例6的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
圖17是表示實(shí)施例7中兩層不同軸的寬波段λ/4相位差板b2的層疊軸關(guān)系的示意圖。
圖18是實(shí)施例7的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的示意圖的優(yōu)選的形式的示例，如圖11～圖16，圖18所示。
本發(fā)明的偏光元件A，可以通過在偏光的選擇反射波段相互重合的至少兩個(gè)反射偏振鏡a之間，重疊配置正面相位差和相對于傾斜入射光的相位差顯示出上述特殊的值的相位差層b形成。
借此，可以利用出射側(cè)反射偏振鏡，將傾斜著透過入射側(cè)的反射偏振鏡的光的一部分全反射。借助這種效果，配置在聚光·光的平行化的背照燈光源上的液晶顯示裝置，可以只利用正面附近的顯示品質(zhì)高的區(qū)域的光線，可以利用配置在觀察側(cè)的視場角擴(kuò)大用的光擴(kuò)散機(jī)構(gòu)，將顯示品質(zhì)良好的光線擴(kuò)展，形成視場角擴(kuò)大的系統(tǒng)。
(反射偏振鏡a)從提高亮度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選地，對于視覺靈敏度高的550nm附近的波長的光，達(dá)到其全反射，優(yōu)選地，至少在550nm±10nm的波長區(qū)域內(nèi)，反射偏振鏡a的選擇反射波長重合。
例如，在利用大多用于液晶顯示裝置中的楔形導(dǎo)光板的背照燈中，從導(dǎo)光板出射的光的角度，是相對于法線方向60°左右的角度。在該角度的藍(lán)移量約達(dá)100nm。從而，在作為背照燈使用3波長冷陰極射線管的情況下，由于紅色的輝線光譜為610nm，所以可以看出選擇反射波長至少有必要達(dá)到比710nm更長的長波長側(cè)。由于在該長波長側(cè)所需要的選擇反射波長的波段的寬度，如上所述，在很大程度上依賴于從光源來的入射光線的角度和波長，所以，根據(jù)所要求的規(guī)格，任意設(shè)定長波長端。
在背照燈光源只發(fā)出特定波長的光的情況下，例如，在有色的冷陰極射線管的情況下，如果能夠只將所所獲得的輝線遮蔽即可。
此外，從背照燈出射的光線，在動(dòng)向體表面上進(jìn)行加工的微透鏡或圓點(diǎn)、棱鏡等的設(shè)計(jì)中，在正面方向上從一開始進(jìn)行某種程度的會(huì)聚時(shí)，由于可以忽略大入射角的透射光，所以，也可以不將選擇反射波長向長波長側(cè)進(jìn)行大的擴(kuò)展?？梢园凑战M合的構(gòu)件、光源的種類，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。
從這種觀點(diǎn)出發(fā)，反射偏振鏡a可以全部是同一種組合，也可以是其中之一在可見光全部波長范圍內(nèi)具有反射，其中的另一個(gè)，部分地進(jìn)行反射。
(圓偏振光型反射偏振鏡a1)作為圓偏振光型反射偏振鏡a1，例如，使用膽甾醇型液晶材料。在圓偏振光型反射偏振鏡a1中，選擇反射的中心波長由λ＝np決定(n是膽甾醇型液晶材料的折射率，p是手性間距)。對于傾斜入射光，由于選擇反射波長藍(lán)移，所以優(yōu)選上述重合的波長區(qū)域更寬。
圓偏振光型反射偏振鏡a1在膽甾醇型材料的情況下，即使是不同類型(右旋和左旋)的組合，基于同樣的觀點(diǎn)，正面相位差以λ/2傾斜時(shí)，如果相位差為零或者為λ時(shí)，獲得同樣的偏振鏡，但由于會(huì)因傾斜的軸的方向角引發(fā)各向異性或著色的問題，所以是不理想的，根據(jù)該觀點(diǎn)，優(yōu)選相同類型之間的組合(左旋之間、右旋之間)，但也可以通過將上下的膽甾醇型液晶分子或者C片的波長分散特性不同的材料進(jìn)行組合，使之相互抵消，可以抑制著色。
對于構(gòu)成圓偏振光型反射偏振鏡a1的膽甾醇型液晶，可以利用適宜的液晶，沒有特定的限制。例如，可以列舉出，在高溫下顯示膽甾醇型液晶性的液晶聚合物，或者通過用電子束或紫外線等電離放射線照射或加熱，將液晶單體和根據(jù)需要添加的手性試劑及取向助劑聚合的聚合性液晶，或者它們的混合物等。液晶性可以是離子促變性，也可以熱變性的，可以是它們中的任何一種，從控制的簡便性和單域的形成容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，熱變性的液晶是優(yōu)選的。
膽甾醇型液晶的形成，可以利用現(xiàn)有技術(shù)中以取向處理為基準(zhǔn)的方法進(jìn)行。例如，可以列舉出將液晶聚合物在下述取向膜上展開，加熱到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以上、低于各向同性相轉(zhuǎn)變溫度，在液晶聚合物分子平面取向了的狀態(tài)下，冷卻到低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度，成為玻璃狀態(tài)，形成將所述取向固定的固化層的方法等，所述取向膜包括在三乙酸纖維素或非晶態(tài)聚烯烴等雙折射相位差盡可能小的支撐基材上形成聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺等的膜，用人造纖維布等進(jìn)行摩擦處理后的取向膜；或者由下述基材等構(gòu)成的適當(dāng)?shù)娜∠蚰?，其中，所述基材包括作為取向膜利用了SiO2的斜方蒸鍍層、或者聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等的拉伸基材表面性狀的基材；或者將上述基材表面用摩擦布或以氧化鐵為代表的微細(xì)研磨劑進(jìn)行處理、在表面上形成了具有微細(xì)取向約束力的微細(xì)凹凸的基材；或者在上述基材薄膜上形成有通過偶氮苯化合物等光照射產(chǎn)生液晶限制力的取向膜的基材。
此外，也可以在形成取向狀態(tài)的階段，通過紫外線或離子束等能量照射將結(jié)構(gòu)固定。在上述基材中雙折射小的基材，也可以原封不動(dòng)地作為液晶層支撐體使用。雙折射大的基材，或者在對偏光元件A的厚度要求嚴(yán)格的情況下，也可以將液晶層從取向基材上剝離，適當(dāng)?shù)厥褂谩?br> 液晶聚合物膜的制造，例如，可以利用由旋涂法，輥涂法，流涂法，印刷法，浸涂法，流延成膜法，棒涂法，凹版印刷法等，將利用溶劑制成的液晶聚合物溶液展開成薄層，進(jìn)而，根據(jù)需要將其進(jìn)行干燥處理的方法等進(jìn)行。作為上述溶劑，例如，可以適當(dāng)?shù)夭捎枚燃淄?，三氯乙烷，四氯乙烷等氯系溶劑；丙酮，甲基乙基酮，環(huán)己酮等酮系溶劑；甲苯等芳香族溶劑；環(huán)庚烷等環(huán)烷烴系；或者，N-甲基吡咯烷酮或四氫呋喃等。
此外，也可以采用將液晶聚合物的加熱熔融物，優(yōu)選地，將呈各向同性相狀態(tài)的加熱熔融物，按照上述基準(zhǔn)展開，根據(jù)需要，一面保持其熔融溫度，一面展開成更薄的層使之固化的方法等。所述方法是不使用溶劑的方法，從而可以用作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生性良好的方法使液晶聚合物展開。此外，在液晶聚合物展開時(shí)，為了薄型化等目的，根據(jù)需要，可以采用經(jīng)由取向膜的膽甾醇型液晶層的重疊的方式等。
進(jìn)而，根據(jù)需要，也可以將這些光學(xué)層從成膜時(shí)使用的支撐基材/取向基材上剝離，復(fù)制到另外的光學(xué)材料上使用。
(直線偏振光型反射偏振鏡a2)作為直線偏振光型反射偏振鏡a2，可以列舉出格柵型偏振鏡、基于具有折射率差的兩種以上的材料形成的2層以上的多層薄膜層疊體、用于分光器等且折射率不同的蒸鍍多層薄膜、基于具有雙折射的兩種以上的材料形成的2層以上的雙折射層多層薄膜層疊體、對使用了具有雙折射的2種以上樹脂的2層以上的樹脂層疊體進(jìn)行拉伸的薄膜、通過在與直線偏光垂直的軸方向上反射/透射而分離的薄膜等。
例如，可使用把以聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯為代表的且通過拉伸產(chǎn)生相位差的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(chǎn)的ARTON為代表的降冰片烯系樹脂等的相位差顯示量少的樹脂作為相互層疊的多層層疊體并進(jìn)行單軸拉伸得到的物質(zhì)。
(相位差層b)配置在圓偏振光型反射偏振鏡a1或直線偏振光型反射偏振鏡a2之間的相位差層b1，是正面方向的相位差基本為零，對于偏離法線方向30°入射的光具有λ/8以上的相位差的層。為了保持垂直入射的偏振光，正面相位差優(yōu)選地在λ/10以下。
對于從傾斜方向入射的光，為了高效率地進(jìn)行偏振光的變換，根據(jù)使之全反射的角度適當(dāng)決定。例如，為了在與法線構(gòu)成的角度為60°左右使之全反射，以在60°測定時(shí)的相位差成為λ/2左右的方式?jīng)Q定。但是，由圓偏振光型反射偏振鏡a1透射的光，由于因圓偏振光型反射偏振鏡a1本身的C片的雙折射性，偏光狀態(tài)發(fā)生變化，所以，通常插入的C片的在該角度測定時(shí)的相位差可以是比λ/2小的值。由于C片的相位差隨著入射光的傾斜單調(diào)地增加，所以，作為傾斜到30°以上的某個(gè)角度時(shí)使之引起有效的全反射的基準(zhǔn)，相對于30°的角度的入射光，具有λ/8以上的相位差即可。
利用本發(fā)明的偏光元件A，在對于具有從正面30°的入射角的光線，能夠進(jìn)行有效的遮蔽的設(shè)計(jì)的情況下，實(shí)質(zhì)上，在入射角為20°左右的區(qū)域，透射光線充分降低。在限定于該區(qū)域的光線的情況下，只有一般的TN液晶顯示裝置的良好顯示區(qū)域的光線透射。由于所使用的TN液晶顯示裝置的單元內(nèi)的液晶的種類或取向狀態(tài)、預(yù)傾斜角等條件有變化，灰度反轉(zhuǎn)及對比度也不會(huì)產(chǎn)生急劇的惡化，所以，達(dá)到用于本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的水準(zhǔn)。為了進(jìn)一步只聚正面光，可以更大地設(shè)置相位差層的相位差值，或者，也可以以將補(bǔ)償相位差板組合到TN液晶上為前提，縮小相位差值，進(jìn)行平穩(wěn)的會(huì)聚。
相位差層b1的材質(zhì)，只要具有上述的光學(xué)特性，沒有特別的限制。例如，可以列舉出將在可見光區(qū)域(380nm～780nm)以外具有選擇反射波長的膽甾醇型液晶的平面取向狀態(tài)固定的材質(zhì)，以及將柱狀液晶的軸向極面垂直均勻取向狀態(tài)固定的材質(zhì)，利用了圓盤狀液晶的柱狀取向或者向列取向的材質(zhì)，使負(fù)的單軸性結(jié)晶在面內(nèi)取向的材質(zhì)，雙軸性取向后的聚合物薄膜等。
作為C片，例如，將在可見光區(qū)域(380nm～780nm)以外具有選擇反射波長的膽甾醇型液晶的平面取向狀態(tài)固定的C片，作為膽甾醇型液晶的選擇反射波長，優(yōu)選地在可見光區(qū)域沒有著色。因此，選擇反射光有必要不在可見光區(qū)域。選擇反射由膽甾醇型的手性間距和液晶的折射率唯一地決定。選擇反射的中心波長的值，也可以在近紅外區(qū)域，但由于受到旋光的影響等，會(huì)產(chǎn)生稍微復(fù)雜的現(xiàn)象，所以優(yōu)選位于350nm以下的紫外部。關(guān)于膽甾醇型液晶的形成，與上述的反射偏振鏡中的膽甾醇型液晶層的形成同樣地進(jìn)行。
將軸向極面垂直均勻取向狀態(tài)固定的C片，采用在高溫下顯示向列液晶性的液晶性熱塑型樹脂，或者通過用電子束及紫外線等電離放射線照射或加熱，將液晶單體和根據(jù)需要添加的取向助劑聚合的聚合性液晶，或者它們的混合物。液晶性可以是離子促變性，也可以熱變性，可以是它們中的任何一種，從控制的簡便性或形成單域的容易性的觀點(diǎn)出發(fā)，熱變性的液晶是優(yōu)選的。軸向極面垂直均勻取向，例如，通過在形成有垂直取向膜(長鏈烷基硅烷等)的膜上，涂布設(shè)置上述雙折射材料，使之顯示出液晶狀態(tài)并加以固定獲得。
作為利用了圓盤狀液晶的C片，作為液晶材料，使得在平面內(nèi)具有分子擴(kuò)延的如酞菁類或9，10-苯并菲類化合物的具有負(fù)的單軸性的圓盤狀液晶材料顯示出向列相或柱狀相，并將其固定的。作為負(fù)的單軸性無機(jī)層狀化合物，例如，特開平6-82777號公報(bào)等有詳細(xì)描述。
利用了聚合物薄膜的雙軸性取向的C片，可以通過將具有正的折射率各向異性的高分子薄膜平衡良好地雙軸拉伸的方法，將熱塑型樹脂加壓的方法，從平行取向后的結(jié)晶體中切下的方法等獲得。
在利用直線偏振光型反射偏振鏡a2的情況下，作為相位差層b1，使用正面方向的相位差大致為零，相對于和法線方向成30°角的入射光，具有λ/4以上的相位差的相位差層。在上述相位差層b1的兩側(cè)，利用正面相位差大致為λ/4的λ/4片b2，一次性將直線偏振光變換成圓偏振光之后，可以利用和上述圓偏振光片同樣的方法進(jìn)行光的平行化。這時(shí)的結(jié)構(gòu)截面和各層的配置，如圖3、圖4、圖5所示。在這種情況下，λ/4片b2的滯后軸與直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸構(gòu)成的角度，如前面所述，λ/4片b2彼此的軸角度，可以任意設(shè)定。
作為上述相位差層b2，具體地說，利用λ/4片。λ/4片，根據(jù)使用的目的采用適宜的相位差板。λ/4片，將兩種以上的相位差板層疊，可以控制相位差等光學(xué)特性。作為相位差板，可以舉出由聚碳酸酯、降冰片烯系樹脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯或其它聚烯烴、聚芳酯、聚酰胺等的適宜聚合物構(gòu)成的薄膜，經(jīng)拉伸處理而形成的雙折射性薄膜，或由液晶聚合物等的液晶材料構(gòu)成的取向薄膜，或用薄膜支撐液晶材料的取向?qū)拥臉?gòu)件等。
在可見光區(qū)域等較寬波長范圍中能起到λ/4片作用的相位差板，例如可以利用以下方式獲得，即，將相對于波長550nm的淺色光能起到λ/4片作用的相位差層和顯示其他的相位差特性的相位差層，例如能起到λ/2片作用的相位差層重疊的方式等。所以，配置于偏振片和亮度改善薄膜之間的相位差板可以由1層或2層以上的相位差層構(gòu)成。
此外，通過配置兩個(gè)正面相位差大致為λ/4、厚度方向的相位差為λ/2以上的雙軸性相位差層b3，也可以獲得同樣的效果。雙軸性相位差層b3，如果Nz系數(shù)大致在2以上的話，可以滿足上述必要條件。這種情況的結(jié)構(gòu)的截面和各層的配置如圖6、圖7所示。在這種情況下，與雙軸性相位差層b3的滯后軸和直線偏振光型反射偏振鏡a2的偏光軸，如前面所述，雙軸性相位差層b3彼此的軸角度，可以任意設(shè)定。
此外，正面相位差大約為λ/4，優(yōu)選地，相對于550nm波長的光，在λ/4±40nm左右的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在±15nm的范圍內(nèi)。
此外，通過利用一個(gè)正面相位差大致為λ/2，厚度方向相位差為λ/2以上的雙軸性相位差層b4，也可以獲得同樣的效果。雙軸性相位差層b4，如果Nz系數(shù)在大約1.5以上時(shí)，可以滿足上述必要條件。這種情況的結(jié)構(gòu)截面和各層的配置如圖8、圖9所示。在這種情況下，上下直線偏振光型反射偏振鏡a2和中央的雙軸性相位差層b4的軸的角度關(guān)系，變成所指定的角度，被唯一地決定。
此外，正面相位差大約為λ/2，優(yōu)選地，相對于550nm波長的光，在λ/2±40nm左右的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在±15nm的范圍內(nèi)。
具體地說，作為上述雙軸性相位差層b3、b4，可以采用將聚碳酸酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯等具有雙折射性的塑料材料進(jìn)行雙軸拉伸所獲得的層，或者使液晶材料在平面方向進(jìn)行單軸取向，進(jìn)而使之沿著厚度方向取向的混合取向的層。也可以采用將液晶材料單軸性軸向極面垂直均勻取向的層，可以和將上述膽甾醇型液晶制成薄膜的方法同樣的方法進(jìn)行。其中，不使用膽甾醇型液晶而使用向列型液晶材料是必要的。
(擴(kuò)散反射板F的配置)優(yōu)選在作為光源的導(dǎo)光板E的下側(cè)(液晶單元配置面的對側(cè))配置擴(kuò)散反射板F。通過光的平行化薄膜反射的光線的主要成分是傾斜入射成分，在光的平行化薄膜上正向反射返回至背照燈方向。在這里當(dāng)背面?zhèn)鹊姆瓷浒宓恼蚍瓷湫暂^高時(shí)，反射角度被保存，不能在正面方向出射而成為損失光。因此，優(yōu)選不保存反射返回光線的反射角度，配置擴(kuò)散反射板F以增大向正面方向的散射反射成分。
(擴(kuò)散板D的配置)優(yōu)選在本發(fā)明的光的平行化薄膜和背照燈光源之間，設(shè)置適當(dāng)?shù)臄U(kuò)散板D。以便使傾斜入射、并使被反射的光線，在背照燈導(dǎo)光體附近散射，通過使它的一部分向垂直入射方向散射，提高光的再利用效率。
所使用的擴(kuò)散板D，除表面形成凹凸形成的制品之外，可以利用將折射率不同的微粒子埋設(shè)在樹脂中等方法獲得。這種擴(kuò)散板D，可以夾持在光的平行化薄膜和背照燈之間，也可以粘貼在光的平行化薄膜上。
在把粘貼光的平行化薄膜的液晶單元靠近背照燈配置的情況下，在薄膜表面和背照燈的間隙處，有可能產(chǎn)生牛頓環(huán)，但在本發(fā)明中通過在光的平行化薄膜的導(dǎo)光板側(cè)的表面上配置具有表面凹凸的擴(kuò)散板D，可以抑制牛頓環(huán)的發(fā)生。此外，也可以在本發(fā)明中的光的平行化薄膜的表面本身上形成兼具凹凸結(jié)構(gòu)和光擴(kuò)散結(jié)構(gòu)的層。
(視場角擴(kuò)大層W的配置)通過把光的平行化后的從與背照燈組合的液晶顯示裝置所獲得的正面附近的具有良好顯示特性的光線擴(kuò)散，在全部視場角內(nèi)獲得均勻并且良好的顯示特性，從而獲得本發(fā)明的液晶顯示裝置中的視場角的擴(kuò)大。
這里所使用的視場角擴(kuò)大層W，利用實(shí)質(zhì)上沒有后方散射的擴(kuò)散板。擴(kuò)散板可以利用擴(kuò)散粘接材料設(shè)置。配置部位在液晶顯示裝置的觀察側(cè)，但可以使用上下偏振片PL中的任何一個(gè)。但是，為了防止像素的滲潤等的影響及少量殘留的后方散射引起的對比度降低，優(yōu)選地，設(shè)置在偏振片PL～液晶單元LC之間等盡可能靠近液晶單元的層上。此外，在這種情況下，優(yōu)選為，是實(shí)質(zhì)上沒有消除偏光的薄膜。例如，適合采用特開2000-347006號公報(bào)，特開2000-347007號公報(bào)公開的微粒子分散型擴(kuò)散板。
在將視場角擴(kuò)大層W設(shè)置在液晶單元LC的觀察側(cè)的偏振片PL的外側(cè)的情況下，由于經(jīng)光的平行化的光線一直透射到液晶單元LC-偏振片PL，所以，在TN液晶單元的情況下，可以不用視場角補(bǔ)償相位差板。在STN液晶單元的情況下，也可以使用只對正面特性進(jìn)行良好的補(bǔ)償?shù)南辔徊畋∧?。在這種情況下，由于視場角擴(kuò)大層W有空氣表面，所以，也可以采用利用表面形狀產(chǎn)生折射效果的類型。
另一方面，在將視場角擴(kuò)大層W插入到偏振片PL和液晶單元LC之間的情況下，在透過偏振片PL的階段，變成擴(kuò)散光線。在TN液晶的情況下，有必要補(bǔ)償偏振片本身的視場角特性。在這種情況下，優(yōu)選是將補(bǔ)償偏振片PL的視場角特性的相位差板C插入到偏振片PL和視場角擴(kuò)大層W之間。在STN液晶的情況下，除STN液晶的正面相位差補(bǔ)償之外，優(yōu)選為插入補(bǔ)償偏振片PL的視場角特性的相位差板C。
如現(xiàn)有技術(shù)中存在的微透鏡陣列薄膜及全息薄膜那樣，在內(nèi)部具有規(guī)則性結(jié)構(gòu)體的視場角擴(kuò)大薄膜的情況下，與液晶顯示裝置的黑矩陣或背照燈的光的平行化系統(tǒng)具有的微透鏡陣列/棱鏡陣列/遮光罩/微反射鏡陣列等的微細(xì)結(jié)構(gòu)之間干涉，容易生成莫爾條紋。但是，本發(fā)明的光的平行化薄膜，在面內(nèi)觀察不到規(guī)則性的結(jié)構(gòu)，由于未對出射光線進(jìn)行規(guī)則性調(diào)制，所以，沒有必要考慮與視場角擴(kuò)大層W的相位性和配置順序。從而，只要不發(fā)生與液晶顯示裝置的像素黑矩陣(black matrix)的干涉/莫爾條紋，視場角擴(kuò)大層W沒有特定的限制，選擇范圍很寬。
在本發(fā)明中，作為視場角擴(kuò)大層W，適合采用實(shí)質(zhì)上沒有后方散射、沒有消除偏振光、特開2000-347006號公報(bào)、特開2000-347007號公報(bào)描述的并且濁度(haze)為80％～90％的光散射板。此外，全息片，微棱鏡陣列，微透鏡陣列等，即使內(nèi)部具有規(guī)則性結(jié)構(gòu)，只要不與液晶顯示裝置的像素黑矩陣形成干涉/莫爾條紋，就可以使用。
(各層的層疊)上述各層的層疊可以直接簡單重疊，但若從作業(yè)性和光的利用效率的觀點(diǎn)出發(fā)，則優(yōu)選使用粘合劑或粘接劑層疊各層。此時(shí)，粘合劑或者粘接劑是透明的，并在可見光領(lǐng)域內(nèi)沒有吸收，從抑制表面反射的觀點(diǎn)出發(fā)，盡可能優(yōu)選使其折射率和各層的折射率相近。根據(jù)這一觀點(diǎn)，例如優(yōu)選使用丙烯酸系粘合劑等。各層可以以分別不同的取向膜狀等形成單域，通過向透光性基材復(fù)制等方法順次層疊，也可以不設(shè)置粘接層等，為具有取向性而適當(dāng)形成取向膜等，順次直接形成各層。
在各層以及粘接層(粘合層)上，可以根據(jù)需要為調(diào)節(jié)擴(kuò)散度而進(jìn)一步添加粒子而賦予各向同性的散射性，也可以適當(dāng)添加紫外線吸收劑、抗氧化劑、賦予制膜時(shí)的流平性的表面活性劑等。
本發(fā)明中的偏光元件A，只要所使用的反射偏振鏡a和相位差層b滿足上述必要條件，就可以對波長的依賴性很少地只在正面透射，通過反射將傾斜入射切斷。與現(xiàn)有技術(shù)的例子相比，例如，與美國專利申請公開第2002/36735號說明書所述的通過干涉濾波器和輝線發(fā)光光源的組合進(jìn)行的光的平行化·聚光系統(tǒng)相比，具有對光源特性的依賴性少的特征。
(其它材料)
此外，對于液晶顯示裝置，可以根據(jù)常用的方法，適當(dāng)利用各種光學(xué)層等進(jìn)行制作。
偏振片PL配置在液晶單元的兩側(cè)。配置在液晶單元兩側(cè)的偏振片PL，以偏光軸基本上正交的方式配置。此外，入射側(cè)偏振片PL，其偏光軸的方向，與從光源側(cè)透射所獲得的直線偏振片的軸向方向相一致地配置。
偏振片PL，通常采用一般使用的在偏振鏡的一側(cè)或兩側(cè)具有保護(hù)薄膜的偏振片。
對偏振鏡沒有特別限定，可以使用各種偏振鏡。作為偏振鏡例如可以舉出在聚乙烯醇系薄膜、部分甲縮醛化聚乙烯醇系薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物系部分皂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(zhì)而進(jìn)行單軸拉伸的薄膜；以及聚乙烯醇的脫水處理物或聚氯乙烯的脫鹽酸處理物等的聚烯系取向薄膜等。其中優(yōu)選由聚乙烯醇系薄膜與碘等二色性物質(zhì)構(gòu)成的偏振鏡。對這些偏振鏡的厚度沒有特別限定，一般在5～80μm的范圍內(nèi)。
用碘對聚乙烯醇系薄膜進(jìn)行染色并經(jīng)單軸拉伸所得的偏振鏡，例如可以通過將聚乙烯醇浸漬在碘的水溶液中進(jìn)行染色后拉伸至原長的3～7倍而制作。也可以根據(jù)需要浸漬在可以含有硼酸、硫酸鋅或氯化鋅等的碘化鉀水溶液中。另外，也可以根據(jù)需要在染色前將聚乙烯醇系薄膜浸漬在水中進(jìn)行水洗。通過對聚乙烯醇系薄膜進(jìn)行水洗，除了可以清洗聚乙烯醇系薄膜表面的污物或防止粘連劑之外，還可以通過使聚乙烯醇系薄膜溶脹而獲得防止染色斑等不均勻的效果。拉伸可以在用碘染色后進(jìn)行，也可以邊染色邊拉伸，另外也可以在拉伸后用碘進(jìn)行染色。也可以在硼酸或碘化鉀等的水溶液中或水浴中進(jìn)行拉伸。
作為設(shè)在上述偏振鏡的單側(cè)或者雙側(cè)的透明保護(hù)薄膜的形成材料，優(yōu)選透明性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、水掩蔽性、各向同性等優(yōu)良的材料。例如可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物，二乙酸纖維素、三乙酸纖維素等纖維素系聚合物，聚甲基丙烯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。另外，作為形成上述透明保護(hù)薄膜的聚合物的一個(gè)例子，可以舉出聚乙烯、聚丙烯、具有環(huán)狀系或者降冰片烯結(jié)構(gòu)的聚烯烴、如乙烯-丙稀共聚物的聚烯烴系聚合物、氯乙烯系聚合物、尼龍或芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物、酰亞胺系聚合物、砜系聚合物、聚醚砜系聚合物、聚醚醚酮系聚合物、聚苯硫醚系聚合物、乙烯醇系聚合物、偏二氯乙烯系聚合物、聚乙烯醇縮丁醛系聚合物、聚芳酯系聚合物、聚氧亞甲基系聚合物、環(huán)氧系聚合物、或上述聚合物的摻和物等。透明保護(hù)薄膜也能夠作為丙烯酸系、氨基甲酸乙酯系、丙烯基氨基甲酸乙酯系、環(huán)氧系、硅酮系等熱固化型、紫外線固化型的樹脂固化層而形成。
另外，可以舉出在特開2001-343529號公報(bào)(WO01/37007)中記載的聚合物薄膜，例如含有(A)在側(cè)鏈上具有取代和/或未取代酰亞胺基的熱塑型樹脂、以及(B)在側(cè)鏈上具有取代和/或未取代苯基以及腈基的熱塑型樹脂的樹脂組合物。作為具體的例子，可以舉出含有由異丁烯與N-甲基馬來酸酐縮亞胺構(gòu)成的交替共聚物、以及丙烯腈-苯乙烯共聚物的樹脂組合物的薄膜。作為薄膜可以使用由樹脂組合物的混合擠壓制品等構(gòu)成的薄膜。
保護(hù)薄膜的厚度可以適當(dāng)確定，但一般根據(jù)強(qiáng)度和操作性等作業(yè)性、薄膜性等觀點(diǎn)來看，其厚度大致為1～500μm。特別優(yōu)選1～300μm，進(jìn)一步優(yōu)選5～200μm。
此外，保護(hù)薄膜盡可能優(yōu)選沒有著色的膜。因此，優(yōu)選采用以Rth＝[(nx+ny)/2-nz]·d(其中，nx、ny是薄膜平面內(nèi)的主折射率，nz是薄膜厚度方向的折射率，d是薄膜厚度)表示的薄膜厚度方向的相位差值為-90nm～+75nm的保護(hù)薄膜。通過使用其厚度方向的相位差值(Rth)為-90nm～+75nm的薄膜，可以大致消除基于保護(hù)薄膜引起的偏振片的著色(光學(xué)著色)。厚度方向的相位差值(Rth)進(jìn)一步優(yōu)選為-80nm～+60nm，特別優(yōu)選為-70nm～+45nm。
作為保護(hù)薄膜，從偏振特性或耐久性等觀點(diǎn)來看，優(yōu)選三乙酸纖維素等纖維素系聚合物。特別是優(yōu)選三乙酸纖維素薄膜。另外，在偏振鏡兩側(cè)設(shè)置保護(hù)薄膜時(shí)，其兩側(cè)可以使用由相同聚合物材料構(gòu)成的保護(hù)薄膜，也可以使用由不同聚合物材料等構(gòu)成的保護(hù)薄膜。通常借助于水性粘合劑等粘合上述的偏振鏡和保護(hù)薄膜。作為水性粘合劑，可以例舉異腈酸酯系粘合劑、聚乙烯醇系粘合劑、明膠系粘合劑、乙烯基系乳膠系、水系聚氨基甲酸酯、水系聚酯等。
在上述透明保護(hù)薄膜的沒有粘合偏振鏡的面上，也可以實(shí)施硬涂層或?qū)嵤┓婪瓷涮幚?、以防粘連、擴(kuò)散、防眩為目的處理。
實(shí)施硬涂層處理的目的在于防止偏振片表面受損傷，例如可以通過在透明保護(hù)薄膜的表面上附加由丙烯酸類及硅酮類等適宜的紫外線固化型樹脂構(gòu)成的硬度、滑動(dòng)特性等良好的固化被膜的方法等形成。關(guān)于防反射處理，目的是防止外來光線在偏振片表面的反射，通過按照以往標(biāo)準(zhǔn)形成防反射薄膜等就能達(dá)到目的。另外，實(shí)施防粘連處理的目的在于防止鄰接層之間的粘合。
而且，關(guān)于防眩處理，目的是防止外來光線在偏振片表面反射，阻礙對偏振片透射光的觀察等，如采用由噴砂方式、壓花加工方式的粗糙化方式或配合透明微粒的方式等合適的方式在透明保護(hù)薄膜的表面賦予微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)而形成。作為形成上述表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)所需的微粒，使用如由平均粒徑為0.5～50μm的二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、氧化銻等構(gòu)成的導(dǎo)電性無機(jī)系微粒，交聯(lián)或者未交聯(lián)的聚合物等構(gòu)成的有機(jī)系微粒等透明微粒。形成表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)時(shí)，相對于形成表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的透明樹脂100重量份，微粒的使用量一般為2～50重量份左右，優(yōu)選5～25重量份。防眩層也可以兼作使偏振片透射光擴(kuò)散而擴(kuò)大視角等用(擴(kuò)大視角功能等)的擴(kuò)散層。
其中，除了能夠把上述的防反射層、防粘連層、擴(kuò)散層和防眩層等設(shè)設(shè)置為透明保護(hù)薄膜本身外，也可以作為不同于透明保護(hù)薄膜的其它的光學(xué)層設(shè)置。
另外，相位差板作為視覺補(bǔ)償薄膜層疊在偏振片上而作為寬視場角偏振片使用。視角補(bǔ)償薄膜是用于擴(kuò)展視場角的薄膜，以便即使從不與畫面垂直而是稍微傾斜的方向觀看時(shí)，也能夠看見比較鮮明的圖像。
作為這種視角補(bǔ)償相位差板，此外還利用具有進(jìn)行過雙軸拉伸處理或沿著正交的兩個(gè)方向進(jìn)行拉伸處理等的雙折射的薄膜，以及像傾斜取向的薄膜那樣的向兩個(gè)方向拉伸的薄膜等。作為傾斜取向的薄膜，例如，可以列舉出將熱收縮薄膜粘接到聚合物薄膜上，通過加熱，在其收縮力的作用下對聚合物薄膜進(jìn)行拉伸處理或/和收縮處理的薄膜，以及，使液晶聚合物傾斜取向的薄膜等。視角補(bǔ)償薄膜，可以根據(jù)液晶單元產(chǎn)生的相位差，以防止由于觀察角度的變化引起的著色等以及觀察良好的視場角的擴(kuò)大為目的，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合。
此外，從達(dá)到觀察良好的寬視場角的觀點(diǎn)出發(fā)，特別是，優(yōu)選地使用將由圓盤狀液晶聚合物的傾斜取向?qū)訕?gòu)成的光學(xué)各向異性層，用三乙酸纖維素薄膜進(jìn)行支撐的光學(xué)補(bǔ)償相位差板。
除前面所述之外，在實(shí)用時(shí)，對于層疊的光學(xué)層沒有特定的限制，但例如，可以利用一層或兩層以上的在形成反射板或半透射板等的液晶顯示裝置等中使用的光學(xué)層。特別是，可以列舉出在橢圓偏振片或圓偏振片上，進(jìn)一步層疊反射板或半透射反射板構(gòu)成的反射型偏振片，或者半透射型偏振片。
反射型偏振片是在偏振片上設(shè)置反射層而成的偏振片，用于形成使來自觀察側(cè)(顯示側(cè))的入射光反射并顯示的類型的液晶顯示裝置等，具有能夠省略背照燈等光源的內(nèi)置而容易使液晶顯示裝置薄型化等優(yōu)點(diǎn)。反射型偏振片的形成，根據(jù)需要可以通過借助于透明保護(hù)層等在偏振片的單面上設(shè)置由金屬等構(gòu)成的反射層的方式等適宜方式進(jìn)行。
作為反射型偏振片的具體例，可以舉出根據(jù)需要在消光處理后的透明保護(hù)薄膜的單面上設(shè)置由鋁等反射性金屬構(gòu)成的箔或蒸鍍膜而形成反射層的反射型偏振片等。而且，還能列舉上述的保護(hù)薄膜中含有微粒并呈表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)，其上具有呈微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層的偏振片等。上述微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反射層具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，通過漫反射擴(kuò)散入射光，防止其指向性或閃耀刺目，并能抑制明暗不勻等。而且，含有微粒的保護(hù)薄膜也有在透射時(shí)擴(kuò)散入射光及其反射光，進(jìn)一步抑制明暗不勻的優(yōu)點(diǎn)等。關(guān)于反映保護(hù)薄膜的表面微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)反射層的形成，如能夠通過采用真空蒸鍍方式、離子鍍方式、濺射方式等蒸鍍方式或鍍膜方式等適當(dāng)?shù)姆绞桨呀饘僦苯痈皆O(shè)在透明保護(hù)層表面的方法等形成。
對于反射板，也可以代替直接設(shè)置在上述偏振片的透明保護(hù)薄膜上的方式，而作為在如該透明薄膜的適宜薄膜上設(shè)置反射層而構(gòu)成的反射片等使用。還有，由于反射層通常由金屬組成，所以從防止由于氧化而造成的反射率的下降、進(jìn)而長期保持初始反射率以及避免另設(shè)保護(hù)層的觀點(diǎn)等來看，優(yōu)選在使用時(shí)用透明保護(hù)薄膜或偏振片等覆蓋其反射面。
此外，在上述中，半透射型偏振片可以通過作成用反射層反射光，并且使光透過的半透半反鏡等半透射型的反射層而獲得。半透射型偏振片通常設(shè)置在液晶單元的背面?zhèn)龋梢孕纬梢韵骂愋偷囊壕э@示裝置等，即，形成在比較明亮的環(huán)境中使用液晶顯示裝置等的情況下，反射來自于觀察側(cè)(顯示側(cè))的入射光而顯示圖像，在比較暗的環(huán)境中，使用內(nèi)置于半透射型偏振片的背面的背光燈等內(nèi)置光源來顯示圖像的液晶顯示裝置。也就是說，半透射型偏振片在明亮的環(huán)境下可以節(jié)約使用背光燈等光源的能量，且即使在比較暗的環(huán)境下也可以使用內(nèi)置光源的類型的液晶顯示裝置的形成中有用。
另外，偏振片如同所述偏光分離型偏振片，可以由層疊了偏振片和2層或3層以上的光學(xué)層的構(gòu)件構(gòu)成。因此，也可以是組合所述反射型偏振片或半透射型偏振片和相位差板而成的反射型橢圓偏振片或半透射型橢圓偏振片等。
上述偏振片和相位差板等，可以在液晶顯示裝置的制造過程中依次分別層疊形成，預(yù)先層疊形成為橢圓偏振片等光學(xué)薄膜時(shí)，由于在質(zhì)量的穩(wěn)定性和層疊操作性等方面出色，因此具有可以提高液晶顯示裝置等的制造效率的優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的光學(xué)元件上能夠設(shè)置粘合層或粘接層。粘合層除了能夠用在粘附液晶單元上之外，也可以用于光學(xué)層的層疊。在粘接上述光學(xué)薄膜時(shí)，它們的光學(xué)軸可以根據(jù)目標(biāo)相位差特性等而采用適宜的配置角度。
作為粘接劑或粘合劑沒有特殊限制。例如可以適宜地選擇使用以丙烯酸系聚合物、硅酮系聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚乙烯基醚、乙酸乙烯酯/氯乙烯系共聚物、改性聚烯烴、環(huán)氧系、氟系、天然橡膠、合成橡膠等橡膠系等的聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的物質(zhì)。特別優(yōu)選光學(xué)透明性優(yōu)良并顯示出適度的潤濕性、凝聚性以及粘接性等粘合特性并且耐氣候性或耐熱性等優(yōu)良的粘合劑。
在上述的粘接劑或粘合劑中可以含有對應(yīng)于基礎(chǔ)聚合物的交聯(lián)劑。而且，粘接劑中例如可以含有天然或合成樹脂類、特別是增粘性樹脂或由玻璃纖維、玻璃珠、金屬粉、其它的無機(jī)粉末等構(gòu)成的填充劑、顏料、著色劑、抗氧化劑等的添加劑。另外也可以是含有微粒子并顯示光擴(kuò)散性的粘接劑層等。
粘接劑或粘合劑，通常是把基礎(chǔ)聚合物或者其組合物溶解或者分散在溶劑中且其固形成分的濃度為10～50重量％左右的粘接劑溶液。作為溶劑，根據(jù)粘接劑的種類能夠適當(dāng)選擇使用甲苯、醋酸乙酯等有機(jī)溶劑或水等。
雖然粘合層或粘接層的組成或者種類等不同，但作為層疊層可以設(shè)在偏振片或光學(xué)薄膜的一面或者兩面。按照使用目的或粘接力等適當(dāng)確定粘接層的厚度，一般是1～500μm，優(yōu)選5～200μm，特別優(yōu)選10～100μm。
針對粘接層等的露出面，在供于使用前為了防止其污染等，可以臨時(shí)粘貼隔離件來覆蓋。由此可以防止在通常的操作狀態(tài)下與粘接層接觸的現(xiàn)象。作為隔離件，在滿足上述的厚度條件的基礎(chǔ)上，例如可以使用根據(jù)需要用硅酮系或長鏈烷基系、氟系或硫化鉬等適宜剝離劑對塑料薄膜、橡膠片、紙、布、無紡布、網(wǎng)狀物、發(fā)泡片材或金屬箔、它們的層疊體等適宜的薄片體進(jìn)行涂敷處理后的材料等以往常用的隔離件。
在本發(fā)明中，也可以在上述光學(xué)元件等、以及粘合層等各層上，利用例如用水楊酸酯類化合物或苯并酚類化合物、苯并三唑類化合物或氰基丙烯酸酯類化合物、鎳絡(luò)合鹽類化合物等紫外線吸收劑進(jìn)行處理的方式，使之具有紫外線吸收能力等。
實(shí)施例下面，列舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不受下面所示的實(shí)施例的限制。
此外，對于正面相位差，令面內(nèi)折射率成為最大的方向?yàn)閄軸，垂直于X軸的方向?yàn)閅軸，薄膜的厚度方向?yàn)閆軸，令各個(gè)軸向方向的折射率分別為nx，ny，nz，由利用自動(dòng)雙折射測定裝置(王子計(jì)測機(jī)器株式會(huì)社制，自動(dòng)雙折射計(jì)KOBRA21ADH)，對550nm時(shí)的折射率nx，ny，nz，測定的值，以及相位差層的厚度d(nm)，計(jì)算出正面相位差(nx-ny)×d，厚度方向的相位差(nx-nz)×d。使之傾斜測定時(shí)的相位差，可以用上述自動(dòng)雙折射測定裝置測定。傾斜相位差傾斜時(shí)的(nx-ny)×d。
Nz系數(shù)，以公式Nz＝(nx-nz)/(nx-ny)定義。
此外，反射波長的波段，設(shè)為用分光光度計(jì)(大塚電子株式會(huì)社制，瞬間多路測光系統(tǒng)MCPD-2000)測定反射光譜，具有最大反射率的一半的反射率的反射波長的波段。
此外，實(shí)驗(yàn)用的計(jì)測儀器如下所述。
濁度測定，使用村上色彩社制的濁度計(jì)HM150。
透射反射的分光特性，使用日立制作所的分光光度計(jì)U4100。
偏振片的特性，使用村上色彩社制的DOT3。
輝度計(jì)測，用トプコン社制的輝度計(jì)BM7。
紫外線照射，使用ウシオ電機(jī)社制的UVC321AM1。
實(shí)施例1(圓偏振光型反射偏振鏡a1的制作)利用市售的聚合性向列型液晶單體和手性試劑制作。所使用的膽甾醇型液晶，由聚合性液晶原(mesogen)化合物和聚合性手性試劑的混合物構(gòu)成，作為聚合性液晶原化合物，利用BASF社制的LC242，作為聚合性手性試劑使用BASF社制的LC756。
聚合性液晶原化合物和聚合性手性試劑，為了使所獲得的膽甾醇型液晶的選擇反射中心波長約為550nm，令聚合性液晶原化合物/聚合性手性試劑的混合比(重量比)＝5/95。所所獲得的膽甾醇型液晶的選擇反射中心波長為545nm，選擇反射波長的波段寬度約60nm。
具體的制造方法如下所述。將聚合性手性試劑和聚合性液晶原化合物用環(huán)戊烷溶解(20重量％)，添加反應(yīng)引發(fā)劑(Chiba Specialty ChemicalsK.K社制的Irugacure 907，相對于上述混合物為1重量％)而調(diào)制成溶液。取向基板，采用將東レ制聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜ルミラ-(厚度75μm)用摩擦布進(jìn)行取向處理后的基板。
用金屬絲棒以干燥時(shí)為5μm的涂布厚度，涂布上述溶液。在90℃干燥2分鐘后，一旦加熱到各向同性轉(zhuǎn)變溫度130℃之后，緩慢冷卻。保持均勻的取向狀態(tài)，在80℃的環(huán)境下用紫外線照射(10mW/cm2×1分鐘)固化，獲得圓偏振光型反射偏振鏡a1。用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)，將所獲得的圓偏振光型反射偏振鏡a1復(fù)制到玻璃基板上。所獲得的圓偏振光型反射偏振鏡a1的選擇反射波長波段，約為520～580nm。
(負(fù)型C片的制作)其次，用聚合性液晶制作正面相位差約為0、傾斜方向發(fā)生相位差的相位差層(b1負(fù)型C片)。作為聚合性液晶原化合物，利用BASF社制的LC242，作為聚合性手性試劑使用了BASF社制的LC756。
聚合性液晶原化合物和聚合性手性試劑，為了使所獲得的膽甾醇型液晶的選擇反射中心波長約為350nm，令聚合性液晶原化合物/聚合性手性試劑的混合比(重量比)＝11/88。所所獲得的膽甾醇型液晶的選擇反射中心波長為350nm。
具體的制造方法如下所述。將聚合性手性試劑和聚合性液晶原化合物用環(huán)戊烷溶解(20重量％)，添加反應(yīng)引發(fā)劑(Chiba Specialty ChemicalsK.K社制的Irugacure 907，相對于上述混合物為1重量％)，調(diào)制成溶液。取向基板，采用將東レ制聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜ルミラ-(厚度75μm)用摩擦布進(jìn)行取向處理后的基板。
用金屬絲棒以干燥時(shí)為7μm的涂布厚度，涂布上述溶液。在90℃干燥2分鐘后，一旦加熱到各向同性轉(zhuǎn)變溫度130℃之后，緩慢冷卻。保持均勻的取向狀態(tài)，在80℃的環(huán)境下用紫外線照射(10mW/cm2×1分鐘)固化，獲得負(fù)型C片b1。測定了該負(fù)型C片b1的相位差，結(jié)果為對于550nm波長的光，在正面方向?yàn)?nm，在傾斜30°時(shí)的相位差約為190nm(＞λ/8)。
(偏光元件A及利用它的背照燈系統(tǒng)的制作)用透光性丙烯酸粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)，將負(fù)型C片b1粘合到上述所獲得的圓偏振光型反射偏振鏡a1的上部，之后，將基材剝離除去。在其上進(jìn)一步層疊復(fù)制圓偏振光型反射偏振鏡a1，獲得本發(fā)明的偏光元件A。由于本樣品是窄波段的，不能覆蓋整個(gè)可見光波段，所以，在單色光源上確認(rèn)了光的平行化效果。
將在544nm具有輝線的綠色擴(kuò)散光源配置在所所獲得的偏光元件A上。對于該光源，作為冷陰極射線管，將エレバム制的G0型配置在茶谷工業(yè)制點(diǎn)印刷側(cè)燈型的背照燈裝置內(nèi)E，與偏光元件A之間，配置光散射板(Dきもと制，濁度90％以上)，用作擴(kuò)散光源。在背照燈的下面，配置在消光PET上進(jìn)行了蒸鍍銀的擴(kuò)散反射板F。
可以確認(rèn)配置在該擴(kuò)散光源上的偏光元件A，在法線方向，光線出射，但是從傾斜20°左右起，透射光線開始急劇減少，在傾斜30°左右時(shí)，減少一半，傾斜45°前后，幾乎沒有出射光線。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)其次，在利用該偏光元件A的單色光源背照燈上，配置了市售的TN液晶單元LC。TN液晶，使用沒有視場角修正用的相位差薄膜的東芝制TFT液晶單元(對角10.4英寸)。但是，上下偏振片PL重新粘貼使用日東電工社制的SEG1425DU。
在事先制作的聚光背照燈上，作為相位差層b，配置λ/4片(日東電工社制的NRF薄膜，正面相位差140nm)。相對于該相位差層B的滯后軸角度，以與液晶單元下面的偏振片PL的偏光軸方向成45°的角度的方式配置，在正面透射光量成為最大的位置，利用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)，分別粘貼液晶單元LC背面～偏振片PL～λ/4片B～偏光元件A。
進(jìn)而，作為視場角擴(kuò)大層W，制作了在透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7折射率＝1.47)中分散有氧化硅圓球狀粒子(粒徑4μm，配合份數(shù)為30wt％，折射率1.44)的濁度92％的光擴(kuò)散粘合層。厚度約為30μm。將其粘貼在液晶顯示裝置表面?zhèn)鹊钠衿琍L和液晶單元LC之間。
所所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，如圖11所示。該視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，相對于法線方向的傾斜角在±60°以內(nèi)，不產(chǎn)生灰度反轉(zhuǎn)，在用灰色標(biāo)度表示的視場角特性中保持良好的顯示特性。由于視場角擴(kuò)大層W插入到偏振片PL和液晶單元LC之間，所以，垂直透射液晶單元的光線，不受液晶的視場角特性的影響，稍稍受到偏振片PL的視場角特性的影響。但是，在本發(fā)明中，不用光的平行化光源和視場角擴(kuò)大層W的組合，與現(xiàn)有技術(shù)型的液晶顯示裝置相比，特性得到提高。
實(shí)施例2(正型C片的制作)利用聚合性液晶制作正面相位差為0、在傾斜方向發(fā)生相位差的相位差層(b1正型C片)。作為聚合性化合物，利用由下面的化學(xué)式表示的聚合性向列型液晶單體A 具體的制造方法如下所述。將聚合性向列型液晶單體A用環(huán)戊烷溶解(30重量％)，并添加反應(yīng)引發(fā)劑(Chiba Specialty Chemicals K.K社制的Irugacure 907，相對于上述單體A為1重量％)，調(diào)制成溶液。對于取向基板，將在東レ制聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜ルミラ-(厚度75μm)上，涂布脫模處理劑(十八烷基三甲氧基硅烷)的環(huán)己烷溶液(0.1重量％)，使之干燥形成的制品，作為垂直取向膜使用。
用金屬絲棒，以干燥時(shí)為2.5μm的厚度，涂布上述聚合性向列型液晶單體A的溶液，在90℃干燥2分鐘后，一旦加熱到各向同性轉(zhuǎn)變溫度130℃之后，緩慢冷卻。保持均勻的取向狀態(tài)，在80℃的環(huán)境下用紫外線照射(10mW/cm2×1分鐘)固化，獲得正型C片b1。測定該正型C片b1的相位差，對550nm波長的光，在正面方向?yàn)?nm，在傾斜30°時(shí)的相位差約為200nm(＞λ/8)。
(偏光元件A的制作)在實(shí)施例1中，代替負(fù)型C片b1，采用上述正型C片b1，除此之外，以實(shí)施例1為基準(zhǔn)，獲得偏光元件A。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)用所獲得的偏光元件A，利用和實(shí)施例1同樣的液晶顯示裝置及光源裝置，組裝視場角擴(kuò)大系統(tǒng)。但是，作為視場角擴(kuò)大層W的擴(kuò)散粘接層粘貼在液晶顯示裝置的上片偏振片PL上，在其上，粘貼帶有防眩處理后的三乙酸纖維素薄膜(AG日東電工社制，帶有AGS1的80μmTAC)。所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，如圖12所示。特性和實(shí)施例1具有基本上相同的性能。在實(shí)施例2中，由于視場角擴(kuò)大層W配置在偏振片PL上，所以，與實(shí)施例1相比，不受偏振片PL的視場角特性的影響，但產(chǎn)生外來光(日光或照明等的入射光)的后方散射，對比度有所下降。但是，與現(xiàn)有技術(shù)型的液晶顯示裝置相比，視場角特性優(yōu)越。
實(shí)施例3(直線偏振光型反射偏振鏡a2的制作)以將聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)/萘二羧酸-對苯二甲酸共聚酯(co-PEN)交替層疊的方式，用夾嵌式送料法對薄膜進(jìn)行交替地厚度控制，獲得層疊了20層的多層膜。將該多層膜進(jìn)行單軸拉伸。拉伸溫度約為140℃，拉伸倍率沿TD方向約為3倍。所獲得的拉伸薄膜中的各個(gè)薄層厚度，大約為0.1μm左右。進(jìn)一步將5個(gè)所得的20層層疊薄膜的拉伸制品層疊，制成總計(jì)100張的層疊制品，從而獲得直線偏振光型反射偏振鏡a2。直線偏振光型反射偏振鏡a2，在500nm以上、600nm以下的波長波段中，對直線偏振光具有反射功能。
(偏光元件A的制作)在實(shí)施例1中所獲得的負(fù)型C片b1的兩側(cè)，作為相位差層b2，配置由聚碳酸酯制的單軸拉伸的薄膜構(gòu)成的λ/4片(日東電工社制的NRF薄膜，正面相位差135nm)。進(jìn)而，在其外側(cè)，以圖5的軸配置方式，配置直線偏振光型反射偏振鏡a2，獲得偏光元件A。即，以如下方式配置上述所得的直線偏振光型反射偏振鏡a2，即，當(dāng)令入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射偏光軸作為0°時(shí)，λ/4片b245°，C片(b1沒有軸方向)，λ/4片b2-45°，出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射軸90°。所述各個(gè)層，用透光性丙烯酸系粘合材(日東電工社制，NO.7，25μm厚)層疊。和實(shí)施例1同樣，除去負(fù)型C片b1的基材而使用。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)用所獲得的偏光元件A，利用和實(shí)施例1同樣的液晶顯示裝置及光源裝置，組裝視場角擴(kuò)大系統(tǒng)。進(jìn)而，在偏振片PL和視場角擴(kuò)大層W之間，作為相位差層C，插入了偏振片視場角補(bǔ)償相位差板(富士膠片制，80μmTAC的雙軸拉伸相位差板)。其理是由于在垂直附近透過液晶單元LC的光線，在通過視場角擴(kuò)大層W擴(kuò)散后，入射至偏振片PL，因此不顯示液晶單元LC的視角特性，但可以抑制偏振片PL具有的視場角特性的顯示。此外，在偏振片PL和偏光元件A之間，不配置λ/4片B。
所得到的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，如圖13所示。其特性和實(shí)施例1基本上顯示同等性能，在偏振片的軸向方向(從畫面正面觀察傾斜±45°的方向)的偏振片自身的視場角不足區(qū)域的特性得到提高。
實(shí)施例4(偏光元件A的制作)在透射偏光軸相互正交配置的兩層的實(shí)施例3中所獲得的直線偏振光型反射偏振鏡a2之間，作為相位差層b4，以圖9為基準(zhǔn)，粘貼將聚碳酸酯制薄膜雙軸拉伸所獲得的相位差薄膜(正面相位差270nm，Nz系數(shù)＝1.5)，制作了偏光元件A。利用雙軸拉伸機(jī)，將鐘淵化學(xué)工業(yè)社制的無拉伸聚碳酸酯薄膜拉伸取向，制作該相位差薄膜。各層的粘貼，利用了透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)利用所獲得的偏光元件A，和實(shí)施例1同樣，制作背照燈系統(tǒng)。
其次，在利用該偏光元件A的單色光源背照燈上，作為液晶單元LC，配置彩色STN液晶(10.4英寸)。上下偏振片PL重新粘貼到日東電工社制的SEG1425DU上使用。此外，在液晶單元LC和偏振片PL之間，作為相位差層C，插入STN補(bǔ)償相位差板(日東電工社制的NRF薄膜，正面相位差430nm，聚碳酸酯制，厚度50μm，粘合劑層厚度25μm)。作為視場角擴(kuò)大層W，在偏振片PL表面?zhèn)扰渲没诒砻嫘螤顦?gòu)成的微透鏡陣列片(濁度相當(dāng)于90％，透鏡間距約20μm)。它們分別用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)粘貼。
所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，如圖14所示。該視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，盡管成為其基礎(chǔ)的液晶顯示裝置的正面最大對比度約低到20左右，但和實(shí)施例1一樣，未見灰度反轉(zhuǎn)，獲得實(shí)用的視場角范圍很寬的制品。
實(shí)施例5(圓偏振光型反射偏振鏡a1的制作)將含有選擇反射中心波長不同的4層膽甾醇型液晶聚合物和溶劑的涂布液，涂布到預(yù)先設(shè)置聚酰亞胺取向膜并進(jìn)行摩擦處理后的三乙酸纖維素薄膜的摩擦處理面上，獲得寬波段的圓偏振光型反射偏振鏡a1。使用的液晶材料，根據(jù)歐洲專利申請公開第0834754號說明書，制作選擇反射中心波長為460nm，510nm，580nm，660nm的4種膽甾醇型液晶聚合物。
膽甾醇型液晶聚合物，通過對由下述化學(xué)式2表示的聚合性向列型液晶單體A

以及由下面的化學(xué)式3表示的聚合性手性試劑B

以下述表1所示的比例(重量比)配合后的液晶混合物進(jìn)行聚合而制作。上述液晶混合物，分別制成溶解到四氫呋喃中的33重量％溶液后，在60℃的環(huán)境下，用氮沖洗，添加反應(yīng)引發(fā)劑(偶氮雙異丁腈，相對于上述混合物0.5重量％)，進(jìn)行了聚合處理。所獲得的聚合物，利用乙醚進(jìn)行再沉淀分離，加以精制。選擇反射波長波段示于表1。
表1

將上述膽甾醇型液晶聚合物溶解在二氯甲烷中，調(diào)制成10重量％溶液。將該溶液以干燥時(shí)約為1.5μm的厚度，用金屬絲棒涂布到取向基材上。作為取向基材，使用80μm厚的三乙酸纖維素薄膜(富士膠片制，TD-TAC)，在其表面上涂布約0.1μm的聚酰亞胺層，用人造纖維制的摩擦布進(jìn)行摩擦，利用所所獲得的材料，作為取向基材。涂布后，在140℃干燥15分鐘。在該加熱處理結(jié)束后，使液晶冷卻到室溫，將其冷卻固定，獲得了薄膜。
利用上述各膽甾醇型液晶聚合物，經(jīng)過與上述同樣的工序制作出各色的液晶薄膜之后，用透明異氰酸酯系粘接材料AD244(特殊色料工業(yè)制)粘貼。將R色和G色液晶薄膜面彼此粘貼，剝離G側(cè)的三乙酸纖維素基材。同樣地，將B色粘貼到G色液晶薄膜面上之后，剝離了R側(cè)的三乙酸纖維素基材。由此獲得將從短波側(cè)起依次將各個(gè)液晶層層疊成4層的約10μm厚的膽甾醇型液晶復(fù)合層。由所獲得的膽甾醇型液晶復(fù)合層構(gòu)成的圓偏振光型反射偏振鏡a1，在430nm～710nm具有選擇反射功能。
(偏光元件A以及利用它的背照燈系統(tǒng)的制作)將上述所獲得的圓偏振光型反射偏振鏡a1，用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)，粘貼在實(shí)施例1中制作的負(fù)型C片b1的兩側(cè)，制作了偏光元件A。上下圓偏振光型反射偏振鏡a1，利用圓偏振光的方向相同的偏振鏡。
將所獲得的偏光元件A，配置在利用了在三個(gè)波長處具有輝線的冷陰極射線管(435nm，545nm，610nm)的多摩電氣工業(yè)制的正下型的背照燈D上。在這種情況下，光線沿法線方向出射，在傾斜20°以上時(shí)透射光線急劇減少，在30°附近減半，在45°附近，相對于正面亮度，降低到10％左右。由于偏光元件A對應(yīng)于整個(gè)可見光波段，所以，作為在可見光的整個(gè)波段只有正面透射、在傾斜方向不透射的聚光元件發(fā)揮作用。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)利用所獲得的背照燈系統(tǒng)，和實(shí)施例2同樣，重合制成與液晶單元LC和視場角擴(kuò)大層W的層疊制品同等的構(gòu)成制品，獲得了視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置。所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，如圖15所示。
實(shí)施例6
(偏光元件A以及利用它的背照燈系統(tǒng)的制作)作為直線偏振光型反射偏振鏡a2，利用3M社制的DBEF。對于該直線偏振光型反射偏振鏡a2，作為相位差層b3，以圖6、圖7為基準(zhǔn)，粘貼將聚碳酸酯制薄膜進(jìn)行雙軸拉伸所獲得的相位差薄膜(正面相位差140nm，Nz系數(shù)＝2)，制作偏光元件A。利用雙軸拉伸機(jī)，將鐘淵化學(xué)工業(yè)社制的未拉伸聚碳酸酯薄膜拉伸取向，制作了所述相位差薄膜。各層的粘貼，使用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)。
作為光源裝置，將光擴(kuò)散板(Dきもと制，濁度約90％)配置在利用了在3個(gè)波長具有輝線的冷陰極射線管(435nm，545nm，610nm)的側(cè)燈型背照燈(Eスタンレ-電氣制)上，將偏光元件A配置于其上。在背照燈的下面配置在消光PET上進(jìn)行蒸鍍銀的擴(kuò)散反射板F。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)利用所獲得的背照燈系統(tǒng)，制作圖16所示的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置。作為液晶單元LC，使用東芝制彩色TFT液晶(10.4英寸)。作為視場角擴(kuò)大層W使用基于表面形狀形成的微透鏡陣列片。偏振片PL使用日東電工社制的SEG1425DU。
上述微透鏡陣列片相當(dāng)于濁度90％。透鏡間距約20μm，由黃銅制金屬模研磨品復(fù)制形成而制作?；谋∧な歉皇繉懻婀I(yè)社制的50μmクリア-TAC。形狀復(fù)制樹脂，用紫外線聚合環(huán)氧樹脂(旭電化工業(yè)社制，KR410)，在金屬模表面用硅酮樹脂進(jìn)行脫模處理后，滴下環(huán)氧樹脂。利用玻璃棒將環(huán)氧樹脂在整個(gè)面上均勻擴(kuò)展之后，將基材薄膜粘貼，將用紫外線聚合(10mW/30秒鐘)形成的形狀復(fù)制到薄膜上。使其相對于圖16的上側(cè)偏振片PL的表面配置，將基材薄膜向偏振片PL側(cè)配置，將凹凸復(fù)制面配置在面對空氣側(cè)，將其粘貼。所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，在相對于正面為±60°處，未發(fā)現(xiàn)灰度反轉(zhuǎn)。
在本系統(tǒng)中，視場角擴(kuò)大微透鏡陣列與液晶顯示裝置的黑矩陣干涉，產(chǎn)生莫爾條紋，但通過使微透鏡陣列的粘貼角度傾斜45°，可以緩和莫爾條紋。此外，這時(shí)，不會(huì)發(fā)生與由反射偏振片構(gòu)成的偏光元件的干涉。
實(shí)施例7
(偏光元件A的制作)作為直線偏振光型反射偏振鏡a2，利用3M社制的DBEF。在實(shí)施例1所獲得的負(fù)型C片b1的兩側(cè)，作為相位差層b2，配置對兩層聚碳酸酯制的單軸拉伸薄膜以不同軸層疊構(gòu)成的寬波段λ/4相位差板(日東電工社制的NRF薄膜、正面相位差140nm與該公司的NRZ薄膜、正面相位差270nm、Nz系數(shù)＝0.5的層疊品)。寬波段λ/4相位差板b2的層疊軸關(guān)系示于圖17。這是因?yàn)?，由于直線偏振光型反射偏振鏡a2是覆蓋可見光全波段的寬波段的偏振鏡，所以，需要使聚光、光的平行化的波長特性一致、抑制在反射傾斜方向的入射光線時(shí)，因波長引起的反射率之差。由此，在減少傾斜方向的出射光線時(shí)，由不同顏色造成的減光率之差變小，色調(diào)變化少地會(huì)聚光線。
進(jìn)而，在其外側(cè)，以圖5的軸配置方式配置直線偏振光型反射偏振鏡a2，獲得偏光元件A。即，在令入射側(cè)直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射偏光軸為0°時(shí)，以λ/4片b245°，C片(b1沒有軸方向)，λ/4片b2-45°，出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡a2的透射軸90°的方式配置直線偏振光型反射偏振鏡a2。這些各層，用透光性丙烯酸系粘合劑(日東電工社制，NO.7，25μm厚)層疊。和實(shí)施例1一樣，除去負(fù)型C片b1的基材而使用。
(視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置的制作)用所獲得的偏光元件A，組裝和實(shí)施例1同樣的視場角擴(kuò)大的液晶擴(kuò)大系統(tǒng)。所獲得的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置如圖18所示。其中，作為視場角擴(kuò)大層W配置全息擴(kuò)散板。此外，背照燈，使用了利用3波長型輝線的冷陰極射線管(435nm，545nm，610nm)的スタンレ-電氣制側(cè)燈型背照燈E。使用組合了擴(kuò)散板(濁度約90％)的制品。此外，液晶單元LC使用了夏普制TFT液晶單元(11.3英寸)。
特性與實(shí)施例1的性能大致相同。提高了偏振片的軸向方向(從畫面正面觀察時(shí)，傾斜±45°的方向)的偏振片自身的視場角不足區(qū)域的特性。
比較例1從實(shí)施例1～7的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置中，取消由反射偏振鏡a和相位差板b構(gòu)成的偏光元件A。任何一個(gè)液晶顯示裝置，通過視場角擴(kuò)大層W的擴(kuò)散效果，視場角特性得到平均，但由于包括灰度反轉(zhuǎn)的區(qū)域的光線在內(nèi)也被平均化，所以，黑顯示的亮度提高，對比度下降。
進(jìn)而，即使在灰度反轉(zhuǎn)后區(qū)域即從法線方向傾斜角為±45°以上的區(qū)域也平均化，也只能得到灰度反轉(zhuǎn)后的影像的平均。因此，看不出視場角擴(kuò)大層W的效果，產(chǎn)生灰度反轉(zhuǎn)，在灰色標(biāo)度顯示中，看出不自然的明暗變化。
比較例2在實(shí)施例6中，代替偏光元件A，使用3M社制的光量控制薄膜獲得平行光源。但是，微透鏡陣列和液晶顯示裝置的像素的黑矩陣產(chǎn)生干涉，看出莫爾條紋。因此，曾試圖使微透鏡陣列旋轉(zhuǎn)將其減輕，但當(dāng)使微透鏡陣列旋轉(zhuǎn)時(shí)，在光量控制薄膜的間距之間產(chǎn)生莫爾條紋，不能將兩者消除。
比較例3在實(shí)施例3中，代替直線偏振光型反射偏振鏡a2，使用市售的碘系吸收二色性偏振鏡(日東電工社制，NPF-EG1425DU)，除此之外，以與實(shí)施例3同樣的組合制作了偏光元件。利用該偏光元件，制作和實(shí)施例1同樣的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置。但是，得到了基于正面方向的透射特性和傾斜方向的吸收特性引起的視場角限制效果，吸收損失顯著，不能提高正面的亮度，只能獲得顯著暗的顯示。
本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置是薄型的，可以實(shí)現(xiàn)寬的視場角。
權(quán)利要求
1.一種視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，至少包括利用在偏振光的選擇反射的波段相互重合的至少兩層反射偏振鏡(a)之間，配置有相位差層(b)的偏光元件(A)，進(jìn)行擴(kuò)散光源的光的平行化的背照燈系統(tǒng)；已進(jìn)行過光的平行化的光線透過的液晶單元；配置在液晶單元的兩側(cè)的偏振片；配置在液晶單元的觀察測的將透射過的光線擴(kuò)散的視場角擴(kuò)大層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，至少兩層的反射偏振鏡(a)的選擇反射波長，在550nm±10nm的波長范圍內(nèi)重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡(a)，是透射某一圓偏振光，選擇性地反射相反的圓偏振光的圓偏振光型反射偏振鏡(a1)，相位差層(b)，包括正面相位差即在法線方向基本為零，對于相對于法線方向傾斜30°以上而入射的入射光，具有λ/8以上的相位差的層(b1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡(a)，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)，并且相位差層(b)，包括正面相位差即在法線方向基本為零，對于相對于法線方向傾斜30°以上入射的入射光，具有λ/4以上的相位差的層(b1)，在相位差層(b1)的兩側(cè)，與直線偏振光型反射偏振鏡(a2)之間，具有正面相位差大致為λ/4的層(b2)，其配置成入射側(cè)的層(b2)，相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層(b2)，相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，入射側(cè)的層(b2)與出射側(cè)的層(b2)，相互的滯后軸的構(gòu)成的角度是任意角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡(a)，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)，并且，相位差層(b)包括兩層正面相位差大致為λ/4、Nz系數(shù)為2以上的雙軸性相位差層(b3)，其配置成入射側(cè)的層(b3)，其滯后軸方向相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層(b3)，其滯后軸方向相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，入射側(cè)的層(b3)與出射側(cè)的層(b3)，它們的滯后軸相互構(gòu)成的角度是任意角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，反射偏振鏡(a)，是一種透射正交的直線偏振光中之一方、選擇性地反射其中的另一方的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)，并且，相位差層(b)具有一層正面相位差大致為λ/2、Nz系數(shù)為1.5以上的雙軸性相位差層b4，其配置成入射側(cè)的層的滯后軸方向，相對于入射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為45°(-45°)±5°，出射側(cè)的層的滯后軸方向，相對于出射側(cè)的直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸的角度為-45°(+45°)±5°，上述兩個(gè)直線偏振光型反射偏振鏡(a2)的偏光軸大致正交。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層(b1)，是將在可見光區(qū)域之外具有選擇反射波段的膽甾醇型液晶相的平面取向進(jìn)行固定的層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層(b1)，是將柱狀液晶的軸向極面垂直均勻取向狀態(tài)進(jìn)行固定的層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層(b1)，是將圓盤狀液晶的向列相或者柱狀取向狀態(tài)進(jìn)行固定的層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層(b1)，是將聚合物薄膜進(jìn)行雙軸取向的層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，相位差層(b1)，是將具有負(fù)的單軸性的無機(jī)層狀化合物，沿著面的法線方向成為光軸的方式取向固定的層。
12.根據(jù)權(quán)利要求3、6～11中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為圓偏振光型的反射偏振鏡(a1)，利用了膽甾醇型液晶。
13.根據(jù)權(quán)利要求3、6～12中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，在圓偏振光型反射偏振鏡(a1)的觀察側(cè)即液晶單元側(cè)配置λ/4片，使通過透射所獲得的直線偏振光的軸方向與液晶顯示裝置的下面?zhèn)燃垂庠磦?cè)的偏振片的透射軸方向相一致地配置而成。
14.根據(jù)權(quán)利要求4～11中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為直線偏振光型反射偏振鏡(a2)，利用了對折射率和相位差值不同的樹脂材料的多層層疊膜材料進(jìn)行拉伸的拉伸物。
15.根據(jù)權(quán)利要求4～11或14所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，使通過透射直線偏振光型反射偏振鏡(a2)所獲得的直線偏振光的軸方向，與液晶顯示裝置的下面?zhèn)燃垂庠磦?cè)偏振片的透射軸的方向相一致地配置而成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，作為視場角擴(kuò)大層，使用實(shí)質(zhì)上沒有后方散射以及偏光消除的擴(kuò)散板。
17.根據(jù)權(quán)利要求1～16中的任一項(xiàng)所述的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，其特征在于，利用透光性的粘合劑或粘接劑將各個(gè)層層疊。
全文摘要
本發(fā)明的視場角擴(kuò)大的液晶顯示裝置，至少包括利用在偏振光的選擇反射的波段相互重合的至少兩層反射偏振鏡(a)之間，配置有相位差層(b)的偏光元件(A)，進(jìn)行擴(kuò)散光源的光的平行化的背照燈系統(tǒng)；已進(jìn)行過光的平行化的光線透射過的液晶單元；配置在液晶單元的兩側(cè)的偏振片；配置在液晶單元的觀察測的將透射過的光線進(jìn)行擴(kuò)散的視場角擴(kuò)大層(W)。這種液晶顯示裝置是薄型的，可以實(shí)現(xiàn)寬視場角。
文檔編號G02F1/13363GK1646973SQ0380889
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者原和孝, 高橋直樹, 宮武稔 申請人:日東電工株式會(huì)社