[发明专利]增亮光学组件及液晶显示组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学组件，特别是涉及一种增亮光学组件及其应用。

背景技术

液晶显示器因具有体积小、重量轻、低电力消耗等优点，已被广泛地应用于生活中的电子产品，如：监视器、笔记型计算机、数字相机、投影机、移动电话等，此外，液晶显示器走向大面积化，也使得大尺寸的背光模块耗电量也逐渐受到重视。

背光模块(back light module)为液晶显示器的关键零组件之一，由于液晶显示器本身无法发光，背光模块的功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使液晶显示器能正常显示影像。偏光型增亮膜为液晶显示器背光模块中关键零组件，与背光模块的搭配具可使得原本有一半以上会被偏光片吸收的光，转换成在偏光片的穿透轴上的光。根据过去开发的经验，胆固醇液晶材质偏光型增亮膜，可在无须耗费额外电力的条件下，使背光模块增亮50%以上，因此增亮膜为液晶显示器中非常重要的节能组件。然而，偏光型增亮组件在实际使用时会有视角的问题需考虑，例如：一般的碘系偏光片往往到60度视角之后就明显的有漏光现象，在胆固醇液晶膜作为偏光膜的状况下则是在大外视角(off-axis)方向容易出现色偏与亮度低现象。若要将此技术真正落实实用化，改善大视角的光学缺陷是一个很重要的课题。

美国Rockwell公司在美国专利US 5,731,886中揭示一种补偿色偏的方法，其在胆固醇液晶膜的出光面与四分之一波板之间插入一正型的C板(+Cplate)来补偿色偏，其用意即在补偿胆固醇液晶膜的大视角，然而此方法仅为各层理想状态的理论计算结果，并没有考虑胆固醇液晶膜在真实的背光模块情况下具有光回收机制，而该机制会导致与纯理论计算的不同结果。其次，宽波域胆固醇液晶膜具有两个表面，其胆固醇液晶螺距自一表面到另一表面为梯度分布(gradient pitch)，因此，进一步而言，胆固醇液晶螺距会自一表面到另一表面为长螺距分布区到短螺距分布区；该专利揭示若胆固醇液晶膜为长螺距分布区的表面(下表面)临向光源，即短螺距分布区面向出光面(上表面)的组态，则在胆固醇液晶膜上表面与四分之一波板之间插入一正型的C板(+C plate)作补偿时，视角与色偏才有明显效益；然而，当前述胆固醇液晶膜的组态反过来，亦即以在胆固醇液晶短螺距分布区的表面(下表面)临向光源，即长螺距分布区面向出光面(上表面)的组态，则在胆固醇液晶膜上表面与四分之一波板之间插入一正型的C板(+C plate)作补偿时，视角与色偏的效益不明显；因此该设计对色偏的修正受到相当的局限。

其它如：US 6,630,974、US 6,175,400等专利，皆以引用此篇专利US5,731,886的光学架构为基础，皆在胆固醇液晶膜与四分之一板间做补偿。

美国专利文件US 2008/273151A1中揭示一种利用O-plate相位差补偿膜的方法，其为结合A-plate、+C-plate的功能同时达成偏光态的转换及补偿色偏，但因其光轴在一方向上自平面翘起一角度，造成补偿效果不对称，因此需要以两片O-plate来补偿，补偿方式受限于前述O-plate的特性，使用状况较复杂。

美国3M公司在USP-5,808,794、USP-6,449,092及USP-6,088,159号中则揭示一种将胆固醇液晶膜的有效波长范围向红外光区延伸以减少色偏的方法，然而，这个方法只能是针对特定的胆固醇液晶膜而非全面适用，另因背光光源通常为非连续性光谱，而胆固醇液晶膜在各波长的透光率并非完全随角度成一致性的上升或降低，因此该方法无法完全解决大视角色偏的问题。

其它如US 7,575,820B2、US 2008/273151A1为LCD display系统提及在液晶显示器面板上下两侧的偏光片与面板玻璃之间各别使用一补偿膜，以补偿显示器的视角，与本发明的架构与补偿对象不同。

发明内容

根据上述，本发明提供一种增亮光学组件，包括：一胆固醇液晶膜；一四分之一波板，设置于胆固醇液晶膜的出光面的上方；以及一光学补偿膜，设置于四分之一波板的出光面的上方，其中光学补偿膜包含一具有正双折射的C板，结合该光学补偿膜与四分之一波板的平面上相位差R₀介于100nm~170nm之间，平面外的相位差R_th介于0nm~400nm之间。