膽固醇液晶薄膜偏光片為LCD顯示器上非常重要的零組件，其天生的螺旋結構對入射的特定偏光具有選擇性反射的能力，因此可以與背光模組結合以進行偏光轉換及達成光回收機制，因其具有降低面板成本與達到節能減碳的能力。本文將著重於介紹其對綠能趨勢的重要性、單層塗佈技術發展現況與瓶頸及如何解決大視角色偏的問題。
節能環保的偏光回收型增亮片
以2008 年LCD 全球市場用量來看，每年大尺寸LCD 所使用的背光模組約有5000萬平方米，一個40 吋LCD 面積約為0.45 平方米，其平均耗電量約為180W，因此每米平方之背光模組耗電量為240W，其中背光模組約佔60%，如此則2008 年所使用的LCD 背光模組耗電量約為12000百萬瓦，倘若我們使用1.7 倍效率的增亮膜，可將耗電量縮小為7000 百萬瓦，其節省的能源為5000 百萬瓦，相當於台灣地區三個核能電廠六部機組全部運轉的發電量（表二）。
另外，以環保署的資料來看，每度電會產生0.69 Kg 的碳，增亮膜的減碳能力為393萬Kg/hr，假設每天開機6小時，每天減碳2358萬公斤，一年可減碳86億公斤，相當於消費40億公升的汽油，因此增亮膜為液晶顯示器中非常重要的節能元件。
市場發展趨勢
LCD 的增亮膜主要分為4 種類型，包括：一般稜鏡片(Normal Prism Sheet)、多功能稜鏡片、複合型光學膜(Micro-lens Film)、反射型偏光片(Reflective Polarizer)等。一般稜鏡片又稱表面結構型集光片(BEF)，最為一般液晶顯示器廣泛使用，隨著3M 專利過期，專利寡占優勢逐漸喪失後，國內面板廠為強化供應鏈完整與降低成本，開始力挺國內增亮膜生產廠商，並已見BEF 開始量產，唯BEF價格下跌幅度有逐年擴大現象，讓廠商苦不堪言。而多功能稜鏡片因其成本較高，主要提供給高階產品使用，應用市場較小，以真正的效果而言，這類產品只是將光線集中到中間視角，而大視角的光線其實是暗的。
能夠真正達到增亮效果的是反射型偏光片，目前主要以3M 的DBEF 獨霸市場，許多高階大尺寸液晶產品都會使用，但其缺點是價格相當昂貴，約是BEF的3-4 倍。目前某些韓國廠商也準備推出類似功能的產品，如MNTech的NPRF、Shinwha 的CLC與Woongjin，以及日本Zeonor的Zenon（圖一）等， Zenon 利用高雙折射率之可聚合液晶做成的寬波域膽固醇液晶增亮，即使在60 度的大視角下仍有不錯的光學表現。在國內也有工研院等單位正積極開發，其最大的優勢在於不僅可以連續製程製造，且相對於市場主流的多層膜型增亮片，具有較低成本及簡化組裝工序的優勢，目前工研院已能做到與DBEF不相上下的光學性質，未來將有極大潛力進軍市場。
圖一、日本Zenon 在FPD2008 所展出的增亮膜，圖左為其偏光反射型增亮膜原型，圖右為其特性說明
(本圖為部分節錄資料，完整圖內容請參見原文)
膽固醇液晶膜大視角色偏現象的控制技術
所有的偏光元件在實際使用時都會有視角的問題需考慮，例如：一般的碘系偏光片往往到60 度視角之後，很明顯有漏光現象，在膽固醇液晶薄膜作為偏光膜的狀況下，則在大外視角(Off-axis)方向容易出現色偏現象，若要將此技術真正實用化，則需確實改善色偏現象。
美國3M 公司在USP. 5808794 、USP.6449092 及USP.6088159 號中，揭示將膽固醇液晶膜的有效波長範圍向紅外光區延伸以減少色偏的方法，然而，這個方法雖可達到一定的補償效果，但其只能針對特定的膽固醇液晶膜而非全面適用，另因背光光源通常為非連續性光譜，而膽固醇液晶膜在各波長的透光率並非完全隨角度成一致性的上升或降低，因此該方法無法完全解決大視角色偏的問題； 另外， USP.5731886 中亦提供一種補償色偏的方法，以使用一片正型的C 板(C-plate)來補償色偏，其用意即是考量到在補償大視角時， z 軸折射率的因素（小視角時z 軸的投影分量較小可以忽略），然而，此方法對色偏的修正有限，無法考量到全視角，另外可用的正型C 板材料選擇性有限，及直接大面積製作正型C 板困難度較高；工研院材化所……詳細全文請見原文
作者：謝依萍、郭惠隆/材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌272期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=7963