CN101852878A

CN101852878A - 光学膜

Info

Publication number: CN101852878A
Application number: CN200910133620A
Authority: CN
Inventors: 郭惠隆; 彭美枝; 陈品诚; 林颖瑞
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2009-04-02
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2029-04-02
Also published as: CN101852878B

Abstract

本申请公开一种光学膜，该光学膜具有集光、偏光增亮及限制视角功能，包括：多层胆固醇液晶膜、光学胶及一1/4波长延迟片，其中，该多层胆固醇液晶膜的层与层以该光学胶互相结合，且该多层胆固醇液晶膜中至少其中之一层的偏光分离的波长范围涵盖可见光蓝绿红三原色光波长范围，该1/4波长延迟片及该多层胆固醇液晶膜以该光学胶互相结合。本发明另提供该光学膜的制备方法。

Description

光学膜

技术领域

本发明涉及一种光学膜，同时具有集光、偏光增亮及限制视角的功能。

背景技术

目前在液晶显示器相关技术中，通过液晶显示器而到达人眼的总亮度不过是其背光源所提供的4-6％，绝大部分的损失是由于具有吸收单方向线偏振光的二色性偏光片与彩色滤光片所致，此二材料改善光效率的空间十分有限。

文献上有许多解决方法，如以解决整体光线的使用效率而言，则以将偏光回收再利用最为有效，也就是使用反射式偏光片的方法；另一方面，也有一些显示器的使用需求，比较而言没有大角度的显示需求，例如私人的笔记本型电脑、手机、桌上型的监视器及甚至有一些是需要防窥的显示需求，此时增亮的需求仍然存在，但是只要增亮在中央小角度即可，现行多是以具有表面结构的集光膜来达成，防窥的产品例如住友化学的商品名为Lumisty。

现有技术若要同时达成前述集光、偏光增亮及限制视角的功能，必须同时使用前述几种膜层，然而，如何以单种光学膜达成前述需求，成为本发明的要旨。

使用反射式胆固醇液晶膜(cholesteric liquid crystal film)是一种新颖的偏光增亮方式，利用胆固醇液晶的旋光性及螺旋分子结构，可将入射的未偏振白光分离出左右旋圆偏振光，其中50％相反旋光性的圆偏振光可穿透，而50％相同旋光性的圆偏振光则被反射。使用一简单反射面即可轻易将原本被胆固醇液晶膜反射的圆偏振光反转成可穿透的圆偏振光，再次通过胆固醇液晶层，形成二倍单一旋光性的圆偏振光，此时再配合1/4波长相位延迟片(quarter-wavelength retardation plate)，即可将圆偏振光转成线偏振光，可全数通过二色性偏光片，达到增亮的效果。

现有的胆固醇液晶增亮膜的制备为单层或多层方法，不论其为单层或多层形式的增亮膜，其反射波长范围(或可作偏光分离的波长范围)皆需涵盖可见光蓝绿红三原色光主要波长范围。

单层的制备手段例如揭示于US5506704、US5691789、US6099758、US6057008、US6071438等方法，他们多半利用长时间低曝光的方式、或反应性的差异、或添加特定染料…等等方法使胆固醇液晶具备螺距的变化，达到单涂布层可达成有效反射波长范围大致涵盖可见光范围的结果。

另一方面，多层式的胆固醇液晶增亮膜，多半因其单一层胆固醇液晶膜的光谱涵盖范围有限，而以多层方式以衔接光谱的方式达到涵盖全部可见光的范围，而通常以多层多次涂布的方式逐步把可见光的几个区域衔接起来，使其最后可作偏光分离的波长范围涵盖全部可见光的蓝绿红光范围，例如：US6016177揭露一种多层胆固醇液晶膜，其以多次多层不同螺距的胆固醇液晶高分子涂布于基材上；该胆固醇液晶膜的特征为下一层胆固醇液晶直接涂布于已定向的前一层胆固醇液晶层之上，利用后者定向前者。该多层胆固醇液晶膜的缺点为各层配向会互相干扰而影响偏光效果，且该制造方法的限制条件多，如高分子的玻璃转移温度需大于室温；各层的表面张力需精密控制；产品效果易受到制造方法中的温度影响；基材种类受限等等。

此外，于液晶显示器领域用以增进面对显示器的中央小视角范围亮度的方法，也就是现有所谓“集光”的技术，可例见于美国专利5136480(1992)、5467417(1995)、5919551(1999)…等，其以几何光学等方法、在一般的透明的高分子膜(或板)的表面制作微结构，使得大角度入射的光可被引导至中央小视角范围，以致增加了中央视角的亮度；虽然如此，但是该方法只是集中光线，并未产生光的偏振，以致在通过下一层的偏光膜时，仍然要损失一半以上的光，此外，还因增加了一到二层膜及全反射的缘故，该方法实质上并未增进显示器整体的亮度，亦即整体的光穿透度是下降的，只是中央小角度看起来比较亮而已。

本发明经过详细研究，发现单独使用胆固醇液晶膜，通过特定的组合方式，却可以同时达成既可集光、偏光增亮及限制视角的效果的特殊多功能整合型光学膜。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光学膜，包括具有第一表面和相对于第一表面的第二表面的多层胆固醇液晶膜；形成于该多层胆固醇液晶膜之间的光学胶；以及形成于该多层胆固醇液晶膜第一表面上的1/4波长延迟片，其中，该多层胆固醇液晶膜中至少有一层的偏光分离的波长范围涵盖可见光蓝绿红三原色光波长范围，且该1/4波长延迟片通过光学胶与该多层胆固醇液晶膜结合。更具体而言，该多层胆固醇液晶膜的至少一层分离450nm至700nm的波长范围的圆偏振光。

于一具体实施例中，光学膜可进一步包括一基材，结合于该多层胆固醇液晶膜的第二表面上。

于又一具体实施例中，该多层胆固醇液晶膜在400nm至750nm或450nm至700nm的波长范围分离圆偏振光。

本发明进一步提供一种制备光学膜的方法，包括：(a)提供第一胆固醇液晶膜及第二胆固醇液晶膜；(b)通过光学胶结合该第二胆固醇液晶聚合物膜与第一胆固醇液晶聚合物膜以得到具有第一表面和相对于第一表面的第二表面的多层胆固醇液晶膜；以及(c)将1/4波长延迟片以光学胶结合至该多层胆固醇液晶膜的第一表面上，其中，该多层胆固醇液晶膜中至少有一层的偏光分离的波长范围涵盖可见光蓝绿红三原色光主要波长范围。具体而言，该多层胆固醇液晶膜在450nm至700nm的波长范围分离圆偏振光。另一方面，实质上该胆固醇液晶膜与光学胶层的交替存在状态可持续迭加，其层数并无限制，及形成于该多层胆固醇液晶膜表面上的1/4波长延迟片，其中，该1/4波长延迟片通过光学胶与该多层胆固醇液晶膜结合。

因此，于具体实施例中，可进一步包括在步骤(b)之后，提供第三胆固醇液晶膜，并通过光学胶使该第三胆固醇液晶膜与该第二胆固醇液晶膜结合，以得到具有第一表面和相对于第一表面的第三表面的多层胆固醇液晶膜。当然，亦可进一步包括在步骤(a)之前提供基材，从而使该第一胆固醇液晶膜和第二胆固醇液晶膜的其中一者形成于该基材表面上。

不论最终的组合层数如何，前述胆固醇液晶膜的组合中，其中至少需有一层“宽波域胆固醇液晶膜”即其反射波长范围(或可解释为偏光分离的波长范围)涵盖可见光蓝绿红三原色主要波长范围，其可为单层胆固醇液晶所构成，也可由多层胆固醇液晶依其反射波长范围多层衔接成涵盖可见光三原色范围所构成，

于具体实施例中，本发明的光学膜所包含的多层胆固醇液晶膜可由前述两片“宽波域胆固醇液晶膜”所构成，或“宽波域胆固醇液晶膜”与“窄波域胆固醇液晶膜”所构成，所谓“窄波域胆固醇液晶膜”指其反射波长范围并未涵盖可见光蓝绿红三原色光主要波长范围的胆固醇液晶膜。

于另一实施例中，本发明的光学膜是一种多层膜的架构，所以其包含的“宽波域胆固醇液晶膜”与“窄波域胆固醇液晶膜”，在本发明架构中并不限于个别只使用一片。

附图说明

图1A为本发明的具有两层胆固醇液晶膜的光学膜的结构示意图；

图1B为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜的结构示意图；

图2A为本发明的具有两层相同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图；

图2B为本发明的具有两层相同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图2C为本发明的具有两层相同材料的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图3A为本发明的具有两层不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图，其中，“宽波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧；

图3B为本发明的具有两层材料不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图3C为本发明的具有两层材料不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图4A为本发明的具有两层材料不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图，其中，“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧；

图4B为本发明的具有两层材料不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图4C为本发明的具有两层材料不同材料的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图5A为本发明的具有三层材料相同的胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图；

图5B为本发明的具有三层材料相同的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图5C为本发明的具有三层材料相同的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图6A为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图，其中，两层胆固醇液晶膜的材料相同；

图6B为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图，其中，两层胆固醇液晶膜的材料相同；

图6C为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图，其中，两层胆固醇液晶膜的材料相同；

图7A为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图，其中，两层胆固醇液晶膜的材料相同，且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于前述两层膜之间；

图7B为图7A的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图7C为图7A的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图8A为本发明的具有三层胆固醇液晶膜的光学膜的UV/Vis光谱图，其中，两层胆固醇液晶膜的材料相同，且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于远离光源侧；

图8B为图8A的胆固醇液晶膜的光学膜的亮度分布图；

图8C为图8A的胆固醇液晶膜的光学膜色彩分布图；

图9A为以现有方法制备的多层胆固醇液晶膜的UV/Vis光谱图；

图9B为以现有方法制备的多层胆固醇液晶膜的亮度分布图；以及

图9C为以现有方法制备的多层胆固醇液晶膜的色彩分布图。

主要元件符号说明

101、111 胆固醇液晶膜

103、113 1/4波长延迟片

105、115 光学胶

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本发明的其他优点与功效。

本文所用“胆固醇液晶”或“液晶材料”除非特别指明，指具有可交联官能基的液晶单体、寡聚物或聚合物。

本文所用“胆固醇液晶膜”或“胆固醇液晶聚合物的单层膜”指经交联的胆固醇液晶或经交联的液晶材料。

“聚合物”一词指均聚物、共聚物及聚合物掺合物。

于本发明中，胆固醇液晶为具有可交联官能基的胆固醇液晶。具体而言，胆固醇液晶的实例包括，但不限于具有可交联官能基的胆固醇液晶的单一化合物、掺混旋光添加剂(chiral dopant)的具有可交联向列型(Nematic)液晶、具有可交联官能基的胆固醇液晶和具有可交联官能基的向列型液晶的混合物或是上述任意组合。而交联方法包括照光交联、电子线交联或是受热交联等，交联后使胆固醇液晶固化，使其温度与螺距(helical pitch)的相关性降至最低。

前段所述的胆固醇液晶市场上有众多产品可供选择，例如可选自将巴施夫公司的液晶编号242或/及液晶编号1057与旋光添加剂编号756混合所得的胆固醇液晶；也可选自Wacker公司的胆固醇液晶编号

0250R、0359R；以及任何具有向列相液晶特性的反应型液晶混合物或单体，并添加适量旋光添加剂，例如R-811、S-811、R-1011、S-1011等，最后成为反应型胆固醇液晶混合物(或称为可聚合型胆固醇液晶混合物)。

所谓胆固醇液晶的螺距(helical pitch，p)指在胆固醇液晶的螺旋体结构中，其液晶分子在同一层中有一平均轴向、且此一平均轴向会随螺旋轴的方向逐层转动一个角度，当此转动的角度到达360度时，其在螺旋轴的方向所走的距离即为螺距p；螺距是胆固醇液晶的特征，我们可以由螺距p来预测该胆固醇液晶材料的偏光反射波长位置(λ)及宽度(Δλ)，可以用以下公式来表示：

λ＝n·p

Δλ＝Δn·p

其中n＝胆固醇液晶的平均折射率，Δn＝胆固醇液晶的复折射率(ne-no)，Δλ＝胆固醇液晶的偏光反射波长宽度，其中后者在自然的状况下，纯粹由Δn所引起的Δλ大约仅为数十纳米(nm)的宽度，可以通过温度或如第6669999、5506704及5691789号美国专利等方法制作大Δλ的胆固醇液晶膜。

于本发明的一个方面中，本发明的光学膜也可包括一基材，该基材可用以承载该多层胆固醇液晶膜。具体而言，在包括具有第一表面和相对的第二表面的多层胆固醇液晶膜的光学膜中，该基材结合于该多层胆固醇液晶膜的任一表面上。于基材的实施例中，该基材选自玻璃、塑胶基板、或有机-无机混成基板等透明的基材。具体而言，基材的实例包括，但不限于三醋酸纤维(TAC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ARTON、ZEON等。

于本发明的一个方面中，本发明的光学膜并未限制所包括多层胆固醇液晶膜的层数，唯其中至少需有一层“宽波域胆固醇液晶膜”即其反射波长范围(或可解释为偏光分离的波长范围)涵盖可见光蓝绿红三原色主要波长范围，其可为单层胆固醇液晶所构成，也可由多层胆固醇液晶依其反射波长范围多层衔接成涵盖可见光三原色范围所构成，于较佳实施例中，本发明的光学膜包括2层至5层胆固醇液晶膜；于另一实施例中，本发明的光学膜包括2层胆固醇液晶膜或3层胆固醇液晶膜。

请参考图1A，显示本发明的包括2层胆固醇液晶膜101的光学膜，其中，该每一层胆固醇液晶膜101通过光学胶105相互结合，1/4波长延迟片103通过光学胶105结合于该胆固醇液晶膜101的表面上。再参考图1B，显示本发明的包括3层胆固醇液晶膜111的光学膜，其中，该每一层胆固醇液晶膜111通过光学胶115相互结合，1/4波长延迟片113通过光学胶115结合于该胆固醇液晶膜111的表面上。

于本发明的具体实施例中，该多层胆固醇液晶膜可在450nm至700nm的可见光波长范围分离左、右圆偏振光。是以，该胆固醇液晶膜可分离在该波长范围之间通过本发明光学膜的左、右圆偏振光。于一实施例中，在该450nm至700nm之间，该多层胆固醇液晶膜的各层分离波长范围重迭或不重迭的圆偏振光。举例而言，其中一层胆固醇液晶膜可分离波长范围约由450nm至550nm的圆偏振光；另一层胆固醇液晶膜分离波长范围约由550nm至700nm的圆偏振光，或者另一层可分离波长范围约由500nm至700nm的圆偏振光。

在本发明的具体实施例中，可任意组合或变化该多层胆固醇液晶膜的各层所分离的光波长范围。就显示器的目的而言，只要使光学膜能分离可见光波长范围的光即可。因此，于一实施例中，该多层胆固醇液晶膜的至少一层分离450nm至700nm波长范围的圆偏振光。

于本发明的具体实施例中，该光学胶的折射率為1.4-1.6、且透光性至少高于85％，该光学胶系选自丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚胺酯、环氧树脂或其混合物所组成群组之一，该光学胶為10-50微米。

于本发明的具体实施例中，1/4波长延迟片用以配合该胆固醇液晶层达到将圆偏振光片变成线偏振光的目的，而提高倾斜离轴颜色(off-axis color)，其可为广波长范围(wide-band)相位延迟膜或窄波长范围(narrow-band)相位延迟膜或由数层相位延迟膜组合而最后成为1/4波长延迟片者。

本发明的交联胆固醇液晶聚合物的单层膜可依现有方法制备。其方法举例如以下的例示，但本发明的方法并不限定使用该方法，也可使用如先前技艺中所举例的各种方法，因此制备的方法可如第5691789号美国专利所述将具有可交联官能基的胆固醇液晶与不可交联的向列相液晶溶于溶剂中后，使用现有的涂布技术(例如，挤压式模具涂布(die coating)、刮刀涂布、旋转涂布)，将配制好的液晶溶液涂布于经定向处理的基板上，接着移除溶剂，再以控制UV曝光的方法，该曝光的过程中会造成交联相(胆固醇液晶聚合物)与不交联相(向列相液晶)两相的相分离，使两相成分比率在厚度方向有非线性分布，如此可以控制胆固醇液晶的螺距，或者可于移除溶剂后调整温度，如60至150℃以控制螺距，达到所欲偏光分离波长范围，并视需要地移除该基材，即得到胆固醇液晶聚合物膜。

在本发明的制造方法中，该溶剂的实例包括，但不限于四氢呋喃(THF)、甲苯、环戊酮、乙醇胺(EA)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、或其组合。此外，可添加起始剂，如光起始剂，例如Irgacure 184、Irgacure369、Irgacure

(Ciba Geigy)；或热起始剂如AIBN(azobisisobutyronitrile)、BPO(benzoyl peroxide)等。于较佳的实施例中，起始剂的含量为基于具有可交联官能基的胆固醇液晶的0.1至5重量％；而具有可交联官能基的胆固醇液晶的含量为基于全部溶液的5至50重量％；溶剂比例为基于全部溶液的45至94重量％。

在制备本发明光学膜的具体实例中，可重复前述步骤，使用相同或不同的液晶材料，制备一种或多种的胆固醇液晶膜，并通过光学胶使该各层胆固醇液晶膜相互结合，得到多层胆固醇液晶膜，最后，将1/4波长延迟片以光学胶结合至该多层胆固醇液晶膜的表面上，得到具有多层胆固醇液晶膜的光学膜。例如，包括2层至5层或更多层胆固醇液晶膜的光学膜，只是其中至少需有一层“宽波域胆固醇液晶膜”即其反射波长范围(或可作偏光分离的波长范围)涵盖可见光蓝绿红三原色主要波长范围，其可为单层胆固醇液晶所构成，也可由多层胆固醇液晶依其反射波长范围多层衔接成涵盖可见光三原色范围所构成。

实例1：制备“宽波域”胆固醇液晶膜

1-1制备单层膜

取蓝色反应型胆固醇液晶90032与向列型液晶E7以2∶1比例混合均匀，加入光起始剂IG1840.6％后，填入10微米厚度的液晶盒里。以UV灯光强度为100uW/cm²于92℃下固化液晶盒15分钟，利用UV量测其光谱可得其有效波长范围涵盖400-700nm，波宽为300nm，厚度为10微米。

1-2制备多层膜

1-2-1连续涂布法

利用旋转式涂布机将30wt％的胆固醇液晶溶液0142R，添加1％的起始剂I-907，涂布于经过定向处理的玻璃基材上，以温度90℃移除溶剂，再于105℃以紫外光照射，控制旋转速度可得厚度为2～10微米的第一层胆固醇液晶膜，其反射光波主要在蓝色光区域；接着在第一层的表面继续涂布调配好的0250，添加1％的起始剂I-907的溶液，以温度90℃移除溶剂，再于105℃以紫外光照射，得到两层复合的胆固醇液晶膜，其反射光波主要在蓝及绿色光的区域；最后再将调配好的

0359R，添加1％的起始剂I-907的溶液，涂布于该两层复合的胆固醇液晶膜的上表面，再以温度90℃移除溶剂，再于105℃以紫外光照射，得到三层复合的胆固醇液晶膜，其反射光波涵盖蓝绿红三色的可见光区域，其产生偏光分离的波长范围为400-700nm。结果于0度-50度最高增亮为1.53倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，在50度-80度最高色差为0.030。

其该注意的是，连续涂布法并不限制只能涂三层，本领域技术人员自可变化涂布的层数(例如2层或5层)与次序(例如蓝至红再至绿的涂布次序)达到反射光波涵盖蓝绿红三色的可见光区域。

1-2-2连续贴合法

利用旋转式涂布机将30wt％的胆固醇液晶溶液

0142R，添加1％的起始剂I-907，涂布于经过定向处理的PET基材上，以温度90℃移除溶剂，再于105℃以紫外光照射，厚度为2～10微米，得到反射光波主要在蓝色光区域的胆固醇液晶膜；依相同程序但将材料换成

0250R，得到反射光波主要在绿色光区域的胆固醇液晶膜；依相同程序但将材料换成

0359R，得到反射光波主要在红色光区域的胆固醇液晶膜。

将前述三种“窄波域”胆固醇液晶膜依序以光学胶连续贴合得到反射光波涵盖蓝绿红三色的可见光区域，其产生偏光分离的波长范围为440nm～680nm，厚度为5～25微米。

其该注意的是，连续贴合法并不限制只能贴合三层，本领域技术人员自可变化贴合的层数(例如2层或5层)与次序(例如蓝至红再至绿的贴合次序)达到反射光波涵盖蓝绿红三色的可见光区域。

实施例2：制备“窄波域”胆固醇液晶膜

利用旋转式涂布机将30wt％的胆固醇液晶溶液

0250R，添加1％的起始剂I-907，涂布于经过定向处理的PET基材上，以温度90℃移除溶剂，再于105℃以紫外光照射，厚度为2～10微米，得到反射光波主要在绿色光区域的胆固醇液晶膜。

本领域技术人员自可用上述的方法使用不同的胆固醇液晶材料或不同的制造方法条件得到反射光波主要在其他色光区域的胆固醇液晶膜，例如，将胆固醇液晶溶液换成

0359R，在相同条件下可得到反射光波主要在红色光区域的胆固醇液晶膜。

实施例3：本发明多功能光学膜的制备

3-1两层胆固醇液晶膜架构

3-1-1两层宽波域胆固醇液晶膜架构

取两个实例1-2-1所得的单层膜，并利用光学胶贴合该两层胆固醇液晶，接着，移除一基材从而使胆固醇液晶显露出表面(光学胶为购自日本Sokan Chemical，丙烯酸酯系列，折射率1.4-16)，胶厚有25微米，再贴上1/4波长延迟片(Tejin Chemical，TT，S，及W系列产品)，得到本实施例的光学膜。

该光学膜以UV/Vis光谱仪(Perkin-Elymer Lamda-900，装配偏光检测套件)检测其产生偏光分离的波长范围，结果如图2A所示；

集光效果、色偏效果量测方法如下：以未加本发明光学膜的背光模组(覆有偏光片)所表现的各视角亮度为原始值，即定为1.0，此时的光色亦为原始值，即其色差du’v’＝0.0，空白原始值测定完毕后，将本发明光学膜插入背光模组与偏光片之间，并再次以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的集光效果，结果记录于图2B，其中，于0度-50度最高增亮为1.731倍(高于只有单片1-2-1的单层架构的1.53倍)；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图2C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.060(高于只有单片1-2-1的单层架构的0.030)。

3-1-2“窄波域”胆固醇液晶复合“宽波域”胆固醇液晶膜架构

取实例1-2-1所得的“宽波域”胆固醇液晶膜、实施例2所得的“窄波域”胆固醇液晶膜，并利用光学胶贴合该两层胆固醇液晶，接着，移除一基材从而使胆固醇液晶显露出表面(光学胶为购自日本Sokan Chemical，丙烯酸酯系列)，胶厚有25微米，再贴上1/4波长延迟片(TejinChemical，TT，S，及W系列产品)，得到本实施例的光学膜，本系列的效果可用以下更详细的实验结果加以阐释，请见以下各实施例。

3-1-2-1的架构如下：“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于远离光源侧、且“宽波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧，其产生偏光分离的波长范围、集光效果、大视角色差，结果记录于图3A至3C，其中，如图3B，于0度-50度最高增亮为1.62倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图3C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.034。

3-1-2-2的架构如下：“宽波域”胆固醇液晶膜位置处于远离光源侧、且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧，其产生偏光分离的波长范围、集光效果、大视角色差，结果记录于图4A至4C，其中，如图4B，于0度-50度最高增亮为1.75倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图4C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.060。

3-2复合多于两层胆固醇液晶膜架构

3-2-1三层“宽波域”胆固醇液晶膜架构

如实施例3-1-1所述的方法得到两层膜架构后，再以相同的膜及方法再加上第三层宽波域胆固醇液晶膜得到3-2-1三层宽波域胆固醇液晶膜架构，以相同于3-1-1所述的量测方法，得到偏光分离的波长范围、集光效果及色差值结果记录于图5A至5C，其中，如图5B，其中，于0度-50度最高增亮为1.839倍(大于单层架构的1.53倍及两层架构的1.731倍)；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图5C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.080(大于单层架构的0.03及两层架构的0.06)。

3-2-2两层“宽波域”胆固醇液晶膜结合一层“窄波域”胆固醇液晶膜架构

3-2-2-1的架构如下：两层“宽波域”胆固醇液晶膜位置处于远离光源侧、且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧，其产生偏光分离的波长范围、集光效果、大视角色差，结果记录于图6A至6C，其中，如图6B，其中，于0度-50度最高增亮为1.728倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图6C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.05。

3-2-2-2的架构如下：两层“宽波域”胆固醇液晶膜位置分别处于远离光源侧及接近光源侧、且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于前述两层膜之间，其产生偏光分离的波长范围、集光效果、大视角色差，结果记录于图7A至7C，其中，如图7B，其中，于0度-50度最高增亮为1.687倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图7C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.050。

3-2-2-3的架构如下：两层“宽波域”胆固醇液晶膜位置处于接近光源侧、且“窄波域”胆固醇液晶膜位置处于远离光源侧，其产生偏光分离的波长范围、集光效果、大视角色差，结果记录于图8A至8C，其中，如图8B，其中，于0度-50度最高增亮为1.697倍；同样以EZ-contrast160(ELDIM)量测各视角下的光色，并与原始值比较，结果如图8C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.058。

比较例1、制备以现有方法制备的多层胆固醇液晶膜的光学膜

利用挤压式模具将30wt％的第一种胆固醇液晶溶液(

0142R)，添加1％的光起始剂，于经过定向处理的基材上，再以温度90℃移除溶剂后，于125℃以紫外光照射该基材，以交联聚合该胆固醇液晶，完成固化程序。接着，利用挤压式模具将30wt％的第二种胆固醇液晶溶液涂布于第一层胆固醇液晶聚合物膜之上，以温度90℃移除溶剂后，于120℃以UV光进行交联聚合反应，完成固化程序。接着以相同的方式涂布第三种胆固醇液晶溶液

以温度90℃移除溶剂后，于120℃以UV光进行交联聚合反应，并完成固化程序，可得到可分离可见光区域左右圆偏振光的胆固醇液晶膜。

将所得胆固醇液晶膜贴上四分之一板，光学胶购自日本Sokan Chemical，压克力胶系列，胶厚有25微米，而得到光学膜。经UV/Vis光谱仪检测结果如图9A所示；并以EZ-contrast(ELDIM)量测各视角下的集光增亮效果，结果记录于图9B，其中，于0度-50度最高增亮为1.553倍(方法如3-1-1节所述)；再以EZ-contrast(ELDIM)量测各视角下色彩分布(color dispersion)，结果如图9C所示，其中，在50度-80度最高色差为0.033。

相比于比较例1的光学膜，本发明的光学膜显示集中并增强亮度的效果更佳，证实本发明的包含多层胆固醇液晶膜的光学膜确实具有偏光、集光的效果。

*空白实验指的是原始的背光模组架构(覆有偏光片)，未使用本发明光学膜及未使用比较例光学膜时所呈现的效果定为各视角增亮度为1.0、色差为0.0。

Claims

1.一种光学膜，包括：

多层胆固醇液晶膜，具有第一表面和相对于第一表面的第二表面；

形成于该多层胆固醇液晶膜之间的光学胶；以及

形成于该多层胆固醇液晶膜第一表面上的1/4波长延迟片，

其中，该多层胆固醇液晶膜中至少有一层的偏光分离的波长范围涵盖可见光蓝绿红三原色光波长范围，且该1/4波长延迟片通过光学胶与该多层胆固醇液晶膜结合。

2.根据权利要求1所述的光学膜，进一步包括一基材，结合于该多层胆固醇液晶膜的第二表面上。

3.根据权利要求1所述的光学膜，其中，该多层胆固醇液晶膜包括2层至5层胆固醇液晶膜。

4.根据权利要求1所述的光学膜，其中，该多层胆固醇液晶膜在400nm至750nm的波长范围分离圆偏振光。

5.根据权利要求1所述的光学膜，其中，该胆固醇液晶膜的材质是向列型胆固醇液晶。

6.根据权利要求1所述的光学膜，其中，该光学胶之折射率為1.4-1.6，厚度為10-50微米。

7.根据权利要求1所述的光学膜，其中，该光学胶选自丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚胺酯、环氧树脂或其混合物所组成群组之一。

8.一种制备光学膜的方法，包括：

(a)提供第一胆固醇液晶膜及第二胆固醇液晶膜；

(b)通过光学胶结合该第二胆固醇液晶聚合物膜与第一胆固醇液晶聚合物膜以得到具有第一表面和相对于第一表面的第二表面的多层胆固醇液晶膜；以及

(c)将1/4波长延迟片以光学胶结合至该多层胆固醇液晶膜的第一表面上，

其中，该多层胆固醇液晶膜中至少有一层的偏光分离的波长范围涵盖可见光蓝绿红三原色光主要波长范围。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在步骤(b)之后，提供第三胆固醇液晶膜，并通过光学胶使该第三胆固醇液晶膜与该第二胆固醇液晶膜结合，以得到具有第一表面和相对于第一表面的第三表面的多层胆固醇液晶膜。

10.根据权利要求8或9所述的方法，进一步包括在步骤(a)之前提供基材，从而使该第一胆固醇液晶膜和第二胆固醇液晶膜的其中一者形成于该基材表面上。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，该多层胆固醇液晶膜在450nm至700nm的波长范围分离圆偏振光。

12.根据权利要求8所述的光学膜，其中，该光学胶之折射率為1.4-1.6。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，该光学胶选自丙烯酸树脂、不饱和聚酯、聚胺酯、环氧树脂或其混合物所组成群组之一。

14.根据权利要求8所述的方法，进一步包括步骤(d)，视需要地移除该基材。

15.根据权利要求8所述的方法，其中，该胆固醇液晶膜的材质是向列型胆固醇液晶。

16.根据权利要求19所述的方法，其中，该向列型胆固醇液晶经过定向处理及调整螺距。