專利名稱：用于配向棒狀液晶分子的方法及該方法所制得的光學(xué)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于配向棒狀液晶分子的方法，以及各種利用該配向方法所制得的光學(xué)組件(optical element)，與該等光學(xué)組件在液晶顯示器上的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
已知由光學(xué)異方性(anisotropical)物質(zhì)所制成的光學(xué)補(bǔ)償膜(retarder)可改善液晶顯示器(LCD)的光學(xué)性質(zhì)，譬如視野角、色彩飽和度及在大視角的灰度等。
而目前業(yè)界所采用的補(bǔ)償技術(shù)中，用以貼合偏光板(polarizer)與扭轉(zhuǎn)向列型液晶盒(twisted nematic LC cell)的方式大致分為二種模式，一為O-模式(O-mode)，另一為E-模式(E-mode)。所謂的O-模式是指偏光板的吸收軸是平行于所靠近的液晶盒側(cè)的配向膜的配向方向，而E-模式是指偏光板的吸收軸是垂直于所靠近的液晶盒側(cè)的配向膜的配向方向。目前一般商業(yè)用的貼合技術(shù)皆屬O-模式。有關(guān)此二模式的貼合技術(shù)可參照本案申請人已于2004年10月11日提出申請的申請案號為2004100836077的發(fā)明專利申請案。
由于一般的光學(xué)補(bǔ)償膜是借由將聚碳酸酯膜予以延伸而得，并且膜的異方軸(extraordinary axis)是平行于機(jī)器方向(machine direction，簡稱MD)，也就是膜行進(jìn)的方向，因此當(dāng)使用上述的O-模式時，須透過片對片的方式來組裝偏光板與光學(xué)補(bǔ)償膜，也就是必須將滾輪狀(rolled)的偏光板與光學(xué)補(bǔ)償膜分別予以裁切成面版尺寸，再依據(jù)所需的延遲補(bǔ)償角度對準(zhǔn)貼合，譬如圖1所示地，當(dāng)偏光板1要與1/4波長板21(quarter wave plate)貼合時，必須分別先被裁切成片狀，然后以使偏光板1的吸收軸11與1/4波長板21的異方軸211間具有一個45°的夾角的方式對準(zhǔn)并貼合；又譬如圖2所示地，當(dāng)為達(dá)到全波段(wide-band)的補(bǔ)償效果而使用一包含一個1/4波長板21與一個1/2波長板22的光學(xué)補(bǔ)償膜2時，偏光板1也需與該光學(xué)補(bǔ)償膜2對準(zhǔn)，以使偏光板1的吸收軸11與該1/4波長板21及1/2波長板22的異方軸211、221間，分別具有一個75°與15°的夾角。所謂的1/2或1/4波長板是指于550nm可分別產(chǎn)生一個為1/2λ(或稱為π)與1/4λ(或稱為1/2π)相位差的相位延遲膜。因此，這種生產(chǎn)方式會有不易對準(zhǔn)的問題，不只效率低且相當(dāng)耗費(fèi)人力。
若為使光學(xué)補(bǔ)償膜與偏光板可透過滾輪對滾輪(roll-to-roll)方式進(jìn)行貼合，則需采用E-模式來貼合偏光板與液晶盒，然，如業(yè)界所知地，采用E-模式的技術(shù)瓶頸在于，光學(xué)補(bǔ)償膜需要使用大量的C-板(C-plate)，但是因C-板的已知構(gòu)成材料-負(fù)雙折射物質(zhì)本身不易獲得且成本偏高，以及C板大多需借由復(fù)雜的制造過程才能制備而得，例如US5,196,953中揭示的無機(jī)薄膜的氣體沉積方式，因此，此類E-模式貼合技術(shù)尚無法被商業(yè)化。
為使光學(xué)補(bǔ)償膜與偏光板可透過滾輪對滾輪方式線上貼合，US6,262,788 B1中揭示一種制備光學(xué)延遲膜的方法，其利用至少一個旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)器方向夾有一刷毛角(rub angle)的刷毛輪(rubbing rollers)來對基材進(jìn)行刷毛，繼而再將液晶原(mesogenic)物質(zhì)涂布至基材上，并透過熱或光來使硬化，而制備出一液晶排列的平均方向與機(jī)器方向間具有一角度θ的光學(xué)補(bǔ)償膜，理論上，此申請案的設(shè)計(jì)可制備出一介于0°與90°間的θ的光學(xué)補(bǔ)償膜，但是實(shí)際的制程過程中因基材膜與滾輪間包角較大，會有易滑動、膜張力不易控制的缺點(diǎn)，因此不適于量產(chǎn)。
與前述技術(shù)相關(guān)地，US2004/0052937 A1中利用刷毛方向與機(jī)器方向間夾有一傾斜角(Oblique angle)的技術(shù)，該專利中基材膜與滾輪間包角較小，但是并非用來配向液晶分子，其目的是用來制作偏光板，該專利的各具體例中是利用聚乙烯醇作為配向?qū)樱⑶以诮?jīng)前述刷毛技術(shù)刷毛后用來吸附碘或二向色性顏料(dichroic dye)，以制備出穿透軸與機(jī)器方向非平行也非垂直的偏光板。
US6,531,195B2中則揭示一種配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于，利用二種具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)的重復(fù)單位所共聚而得的共聚物來作為配向?qū)拥牟牧?，此專利確實(shí)可達(dá)線上貼合光學(xué)補(bǔ)償膜與偏光板的目的，然，所制得的光學(xué)補(bǔ)償膜只有一種固定方向的配向，也就是該共聚物的立體障礙只能使液晶分子的排列垂直于配向?qū)拥乃⒚较颍虼?，該共聚物無法被用來制備一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜(wide-bandoptical compensator)，因?yàn)槿缜笆龅?，全波段光學(xué)補(bǔ)償膜的制備需組合一配向角度為75°的1/4λ相位延遲膜與一配向角度為15°的1/2λ相位延遲膜，因?yàn)槎辔谎舆t膜的異方軸間需具有一實(shí)質(zhì)為約60°的夾角，才能發(fā)揮全波段補(bǔ)償效果，因此該專利的運(yùn)用上有其限制。
US2004/0109114 A1案中揭示，一種包含一基材、一相當(dāng)于1/2λ板的第一光學(xué)異方層與一相當(dāng)于1/4λ板的第二光學(xué)異方層的相位延遲膜，但是該第一與第二異方層的異方軸與膜軸向的夾角分別為+30°與-30°，因此當(dāng)該相位延遲膜要與偏光板貼合時，還是要先裁切成片狀，的后再以與偏光板的吸收軸分別夾15°與75°的方式一片片對準(zhǔn)貼合，同樣不適于量產(chǎn)。US2004/0100600 A1案中則揭示一包含一基材，以及至少二疊置于該基材上的由一具有液晶化合物的組成物所形成的相鄰層，其中沒有配向?qū)邮菍?shí)質(zhì)地被配置于該兩相鄰層的間。
因此，對于發(fā)展一可多角度配向液晶分子，而使制備出的光學(xué)補(bǔ)償膜可與偏光板滾輪對滾輪貼合，或彼此間可滾輪對滾輪貼合的技術(shù)，仍存在有一需求。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明被詳細(xì)描述的前，要注意的是，在以下的說明內(nèi)容中，類似的組件是以相同的編號來表示。
為解決前述光學(xué)組件無法與偏光板以滾輪對滾輪方式貼合的問題，并改善現(xiàn)有配向液晶的方法只能固定配向一種角度的缺點(diǎn)，本案申請人思及，利用一種包含復(fù)數(shù)配向分子的配向物質(zhì)，來達(dá)到隨使用者的希望而能多角度配向液晶的功能，其中每一配向分子可被拉伸具有復(fù)數(shù)可供配向的類凹狀配向部，該等類凹狀配向部在受到直線刷毛的力量影響后，會沿一第一軸排列，且每一配向部沿一第二軸延伸，該第二軸與該第一軸相交叉，且形成一被定義為θT的角度，該角度θT可借由不同的刷毛參數(shù)被改變至一預(yù)定的數(shù)值。由于第一與第二軸相交所形成的角度有二個，在以下的內(nèi)容中是以該≥0°至≤90°的角度來表示θT。
適用于本案的配向物質(zhì)包含但是不限于，該等所具有的配向分子為具螺旋結(jié)構(gòu)(helical structure)的分子者。較佳地，該配向分子可為具螺旋結(jié)構(gòu)的多肽。較佳地，該配向物質(zhì)為單股或多股多肽的混合物(mixture of single or multi-stranded polypeptides)，譬如明膠。
下面以配向物質(zhì)為明膠的例子來說明，發(fā)明人所推測的配向機(jī)制。如圖3所示意地，若將含明膠的溶液涂布至一基材100上并使干燥，即可透過刷毛滾輪300以一相反于膜行進(jìn)方向200的方向5進(jìn)行刷毛，使得明膠中各配向分子實(shí)質(zhì)地朝刷毛方向5(即第一軸)排列，并同時拉伸各個配向分子40(具螺旋結(jié)構(gòu)的多肽)，而使多肽40的螺紋方向41(即第二軸)與刷毛方向5間的角度θT隨刷毛參數(shù)變化而改變，繼而即可利用多肽40中朝特定方向定位的各螺槽42(也就是類凹狀配向部)來配向液晶分子3。因此，本發(fā)明的配向膜為一種配向角度可變化的多角度配向?qū)?，不像現(xiàn)有配向材料只能單獨(dú)具有特定角度0°、30°或90°的配向功能。
需注意地是，在本文中所指的機(jī)器方向(MD)即膜行進(jìn)的方向200，而軸向201則代表與MD平行但是無方向性的軸線。圖3中以一個呈單股螺旋結(jié)構(gòu)的配向分子來示意配向物質(zhì)明膠，實(shí)際上明膠溶液中含有復(fù)數(shù)的具螺旋結(jié)構(gòu)的單股或多股的多肽，且因刷毛方向5平行于第一軸，所以本文中未將第一軸另外編號。
再者，申請人思及可進(jìn)一步運(yùn)用前述US2004/0052937 A1案中利用“刷毛方向與機(jī)器方向間夾有一傾斜角”的技術(shù)來調(diào)整整體的配向角度，因?yàn)樵搶＠谢呐c刷毛滾輪間較不會有張力不易控制的問題。如圖4與圖5中以具螺旋結(jié)構(gòu)分子為例所示意地，本發(fā)明在制備一角度θT可被調(diào)變的配向膜后，可配合令刷毛方向5與軸向201間夾有一刷毛角θR，而輕易地制備出各式具有不同配向角的液晶層的光學(xué)組件。
在本文中是以配向角來表示某光學(xué)異方層中整體液晶被配向的角度，也就是液晶分子于光學(xué)組件平面的投射軸的一平均方向與欲貼合的偏光板的吸收軸(平行于軸向201)間的夾角，配向角的值等于θT+θR。當(dāng)只有一異方層時，是以θ1表示配向角。當(dāng)有二個不同異方層時，是以θ1及θ2分別表示該二不同異方層的配向角。以下舉例來說明，申請人所推測θT與θR搭配獲得最終所需的配向角的機(jī)制。
如圖4中所示意的，一在θR＝0°的情形下，原本能制造出約60°配向角的明膠配向?qū)?，若在相同的刷毛參?shù)下，以一相對于軸向201為約+30°的刷毛方向5進(jìn)行刷毛時(θR＝30°)，則配向角則可增加至90°。相反地，如圖5所示意地，一在θR＝0°的情形下，原本能制造出約30°配向角的明膠配向?qū)樱粼谙嗤乃⒚珔?shù)下，以一相對于軸向201為約-30°的刷毛方向5進(jìn)行刷毛時(θR＝-30°)，則配向角會變小至0°。在本發(fā)明中，該刷毛角θR是介于0°至±45°的間，也就是刷毛方向5相對于軸向201是位于+45°或-45°的范圍內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)刷毛角θR的絕對值大于45°時，會有張力不易控制的問題。
為使本發(fā)明方法具有更大范圍角度配向的功能，發(fā)明人尋求一可補(bǔ)助調(diào)控配向的成分，經(jīng)多方試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)聚乙烯醇具有影響配向的功能，也就是可調(diào)整θT，因此只要于配向物質(zhì)溶液中添加適量的聚乙烯醇，即可在相同的刷毛參數(shù)下使θT的值改變。
基于前述的首揭技術(shù)特征，本發(fā)明提供以下的配向棒狀液晶分子的方法以及光學(xué)組件。
在第一方面，本發(fā)明提供一種用于配向棒狀液晶的方法，包含步驟為(a)提供一包含一配向物質(zhì)的配向膜，其中該配向物質(zhì)具有復(fù)數(shù)配向分子，且每一配向分子可被拉伸并具有復(fù)數(shù)類凹狀配向部；(b)沿一第一刷毛方向?qū)υ撆湎蚰みM(jìn)行刷毛，以使得該等配向分子的配向部沿一第一軸排列，且每一配向部沿一第二軸延伸，并使該第二軸與第一軸間的一夾角受刷毛力量影響而改變至一預(yù)定的數(shù)值；；以及(c)將一含有復(fù)數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子的溶液涂覆至該配向膜上，以配向該等液晶分子，并形成一第一光學(xué)異方層(Optically Anisotropical Layer)。
在第二方面，本發(fā)明提供一種光學(xué)組件，并定義為光學(xué)組件OC1，其依序包含一第一基材；一含一配向物質(zhì)的第一配向?qū)樱撆湎蛭镔|(zhì)具有復(fù)數(shù)配向分子，且每一配向分子具有復(fù)數(shù)沿一第一軸排列的第一配向部，而每一第一配向部沿一第二軸延伸，該第二軸與第一軸相交叉；以及一第一光學(xué)異方性層，其包含復(fù)數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，其中該等液晶分子受該第一配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得所有液晶分子的長軸于該第一基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且該等投射軸的一第一平均方向是實(shí)質(zhì)平行于該第二軸。
在第三方面，本發(fā)明提供一種借由將該光學(xué)組件OC1予以轉(zhuǎn)貼至另一等方性基材上，而制得的光學(xué)組件，并定義為光學(xué)組件OC2，其依序包含一第二基材；一第一等方性粘著層；以及一第一光學(xué)異方性層，包含復(fù)數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，該等液晶分子的長軸于該第二基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有一第一平均方向。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明圖1是一立體分解示意圖，其說明現(xiàn)有經(jīng)對準(zhǔn)貼合一偏光板與一1/4波長板而制成的一光學(xué)組件。
圖2是一立體分解示意圖，其說明現(xiàn)有經(jīng)對準(zhǔn)貼合一偏光板、一1/4波長板與一1/2波長板而制成的一光學(xué)組件。
圖3是一平面示意圖，其說明具螺旋結(jié)構(gòu)的配向分子經(jīng)一平行于膜軸向的刷毛方向的刷毛后，產(chǎn)生復(fù)數(shù)平行可供配向液晶分子的類凹狀配向部的狀態(tài)。
圖4是一平面示意圖，其說明具螺旋結(jié)構(gòu)的配向分子經(jīng)一非平行于膜軸向的刷毛方向的刷毛后，產(chǎn)生復(fù)數(shù)平行可供配向液晶分子且配向角(θT+θR)為90°的螺槽。
圖5是一平面示意圖，其說明具螺旋結(jié)構(gòu)的配向分子經(jīng)一非平行于膜軸向的刷毛方向的刷毛后，產(chǎn)生復(fù)數(shù)平行可供配向液晶分子且配向角(θT+θR)為0°的螺槽。
圖6是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的光學(xué)組件OC1。
圖7是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1。
圖8是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB2。
圖9是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB3。
圖10是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB4。
圖11是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的圓偏光板CP1。
圖12是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的光學(xué)組件OC2。
圖13是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB5。
圖14是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB6。
圖15是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB7。
圖16是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB8。
圖17是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的圓偏光板CP2。
圖18是一立體分解示意圖，其說明本發(fā)明的圓偏光板CP3。
圖19是一側(cè)視剖面示意圖，其說明本發(fā)明的基材導(dǎo)輪與刷毛滾輪間的配置情形。
圖20是一側(cè)視剖面示意圖，其說明本發(fā)明光學(xué)組件OC1經(jīng)轉(zhuǎn)貼形成光學(xué)組件OC2的過程。
具體實(shí)施例方式
為方便讀者了解，下面首先說明利用本發(fā)明配向方法制得的各式光學(xué)組件，最后再詳細(xì)說明本發(fā)明的方法。
一、光學(xué)組件在圖6～18中，各光學(xué)異方層中皆只以一個液晶分子來代表復(fù)數(shù)經(jīng)硬化且被配向的反應(yīng)型棒狀液晶分子，且圖中未顯示配向分子，只顯示出配向分子中類凹狀配向部的第一與第二軸。事實(shí)上，光學(xué)異方性層中的每一個液晶分子的長軸與異方性層平面間皆具有一個介于0°至90°間的傾斜角，并定義為LC。當(dāng)該光學(xué)異方性層為A-板(A-plate)時，所有液晶分子的LC皆為0°，也就是所有液晶分子皆實(shí)質(zhì)地平行于異方層平面排列；當(dāng)該光學(xué)異方性層為O-板(O-plate)時，液晶分子的LC會分布在0°與90°間，也就是液晶分子沿厚度方向的分布是由平面漸次傾斜至垂直。
另外，在以下的說明中，將“光學(xué)異方層”簡稱為“異方層”。因此，以下稱為“第一異方層”者，事實(shí)上是指“第一光學(xué)異方層”；而當(dāng)提及“第二異方層”時，事實(shí)上是指“第二光學(xué)異方層”。且以下的光學(xué)組件中將經(jīng)配向且經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子簡稱為液晶分子。
(1)光學(xué)組件OC1參照圖6，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的一第一具體例是一光學(xué)補(bǔ)償膜，適用于與一偏光板10(圖中以虛線表示)貼合，該偏光板10具有一吸收軸101(平行于補(bǔ)償膜的軸向201)，本具體例的光學(xué)補(bǔ)償膜依序包含一第一基材61、一含明膠的第一配向?qū)?1，以及一第一光學(xué)異方性層81。第一基材61與第一配向?qū)?1形成一配向膜700。
第一配向?qū)?1具有復(fù)數(shù)配向分子，且每一配向分子具有復(fù)數(shù)沿一第一軸5排列的第一配向部，而每一第一配向部是呈類凹狀并沿一第二軸41延伸，該第二軸41與第一軸5相交叉。
第一光學(xué)異方性層81包含復(fù)數(shù)液晶分子3。該等液晶分子3受該第一配向?qū)?1分子結(jié)構(gòu)的影響，使得所有液晶分子的長軸811于該第一基材61上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且該等投射軸的一第一平均方向812是實(shí)質(zhì)平行于該第二軸41，且第一平均方向812與所欲貼合的偏光板10的吸收軸101間具有一實(shí)質(zhì)地介于0°至90°的間的配向角θ1。
全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1、WB2、WB3與WB4在以下圖標(biāo)中，當(dāng)示意用的液晶分子3的長軸被繪制成非平行于異方層平面時，表示該異方層為1/4λ板，也就是該層中的液晶分子可為A-板或O-板用液晶；若該示意用的液晶分子3的長軸被繪制成平行于異方層平面時，表示該異方層為1/2λ板，也就是該層中的液晶分子需為A-板用液晶。當(dāng)液晶分子需為A-板用液晶時，液晶分子的長軸實(shí)質(zhì)地與投射軸、平均方向平行。
另外，需注意地是，以下本發(fā)明的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1～WB8在與偏光板貼合時，是以1/2λ板側(cè)，也就是配向角為15°的異方層側(cè)與偏光板貼合，且在有關(guān)全波段光學(xué)補(bǔ)償膜的圖標(biāo)中，是以假想線來表示偏光板。
參照圖7，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的第二具體例與第一具體例類似，但是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB1，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步于該第一異方層81上依序包含一含明膠與聚乙烯醇的第二配向?qū)?3，以及一由復(fù)數(shù)液晶分子3所構(gòu)成的第二異方層82。
第二配向?qū)?3具有復(fù)數(shù)配向分子，且每一配向分子具有復(fù)數(shù)沿一第三軸5′排列的第二配向部，而每一第二配向部是呈類凹狀并沿一第四軸41′延伸，該第四軸41′與該第三軸5′交叉，該第二光學(xué)異方層包含復(fù)數(shù)液晶分子，該等液晶分子3受該第二配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得第二光學(xué)異方層82所有液晶分子3的長軸821于該第一基材61上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且該等投射軸的一第二平均方向822是實(shí)質(zhì)平行于該第四軸41′。
該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，且該配向角θ1實(shí)質(zhì)為75°，而第二平均方向822與所欲貼合的偏光板10的吸收軸101間的夾角，即配向角θ2實(shí)質(zhì)為15°。
參照圖8，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的第三具體例與第二具體例類似，是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB2，與第二具體例不同的處在于該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該配向角θ1實(shí)質(zhì)為15°，而配向角θ2實(shí)質(zhì)為75°。。
參照圖9，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的第四具體例與第一具體例類似，但是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB3，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步于該第一異方層81上依序包含一等方性粘著層72，以及一由復(fù)數(shù)液晶分子3所構(gòu)成的第二異方層82。該第二光學(xué)異方層82所有液晶分子3的長軸821于該第一基材61上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有一第二平均方向822。
該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，而該配向角θ1實(shí)質(zhì)為75°，且第二平均方向822與所欲貼合的偏光板10的吸收軸101間的夾角，即配向角θ2實(shí)質(zhì)為15°。
參照圖10，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的第五具體例與第四具體例類似，是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB4，與第四具體例不同的處在于該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，而該配向角θ1實(shí)質(zhì)為15°，且配向角θ2實(shí)質(zhì)為75°。
圓偏光板CP1(Circular Polarizer)如圖11所示意地，本發(fā)明光學(xué)組件OC1的第六具體例與第一具體例類似，但是一圓偏光板并定義為CP1，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步于包含一與該第一基材61接合的偏光板10，該偏光板10具有一吸收軸101，且該第一基材為等方性基材，譬如由醋酸纖維素所構(gòu)成。該第一光學(xué)異方層81于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，且該第一平均方向812與該吸收軸方向101間具有一個實(shí)質(zhì)為45°的夾角。
圓偏光板CP1的特點(diǎn)在于一般的圓偏光板是借由將一1/4波長板，與一包含一經(jīng)延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜及二醋酸纖維素(TAC)外膜的偏光板貼合來制備。而當(dāng)利用本發(fā)明的配向方法制備一1/4波長板時，只要采用一醋酸纖維素膜作為基材，即可在基材的相反于配向?qū)拥囊槐砻嬉佬蛑苯诱澈弦唤?jīng)延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜與一醋酸纖維素膜，即可完成制備，在整體厚度上會減少很多，因?yàn)楸痊F(xiàn)有圓偏光板少一層TAC膜，更能符合業(yè)界輕薄的需求，且少使用一層TAC膜，在成本上會降低不少。
(2)光學(xué)組件OC2參照圖12，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第一具體例是一光學(xué)補(bǔ)償膜，適用于與一偏光板10貼合，該偏光板10具有一吸收軸101(平行于補(bǔ)償膜的軸向201)，本具體例的光學(xué)補(bǔ)償膜依序包含一等方性的第二基材62、一第一等方性粘著層72，以及一第一光學(xué)異方性層81。該第一光學(xué)異方性層81由復(fù)數(shù)液晶分子3所構(gòu)成，該等液晶分子3的長軸811于該第二基材62上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有一第一平均方向812。該第一平均方向812與該吸收軸101間具有一實(shí)質(zhì)地介于0°至90°的間的夾角，即配向角θ1。
全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB5、WB6、WB7與WB8參照圖13，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第二具體例與第一具體例類似，但是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB5，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步于該第一異方層81上依序包含一含明膠與聚乙烯醇的配向?qū)?1，以及一由復(fù)數(shù)液晶分子3所構(gòu)成的第二異方層82，配向?qū)?1具有復(fù)數(shù)配向分子，且每一配向分子具有復(fù)數(shù)沿一第一軸5排列的配向部，而每一配向部呈類凹狀且沿一第二軸41延伸，該第二軸41與第一軸5相交叉。該等液晶分子3受該配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得第二光學(xué)異方層82所有液晶分子3的長軸821于該第二基材62上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且該等投射軸的一第二平均方向822是實(shí)質(zhì)平行于該第二軸41。
其中，該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該配向角θ1實(shí)質(zhì)為15°，而第二平均方向822與所欲貼合的偏光板10的吸收軸101間的夾角，即配向角θ2實(shí)質(zhì)為75°。
參照圖14，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第三具體例與第二具體例類似，是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB6，與第二具體例不同的處在于該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，而該配向角θ1為實(shí)質(zhì)地75°，而配向角θ2實(shí)質(zhì)為15°。
參照圖15，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第四具體例與第一具體例類似，是一全波段光學(xué)膜并定義為WB7，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步于該第一異方層81上依序包含一第二等方性粘著層72，以及一由復(fù)數(shù)液晶分子3所構(gòu)成的第二異方層82，其中，該第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該配向角θ1實(shí)質(zhì)為15°，而該等第二異方層82的液晶分子3的長軸821于該第二基材62上的投射軸的的一第二平均方向822與所欲貼合的偏光板10的吸收軸101間的夾角，即配向角θ2實(shí)質(zhì)為75°。
參照圖16，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第五具體例與第四具體例類似，是一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜并定義為WB8，與第四具體例不同的處在于第一與第二異方層81、82于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，而該配向角θ1實(shí)質(zhì)為75°，且配向角θ2實(shí)質(zhì)為15°。
有關(guān)全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1～WB8中第一與第二異方層的光學(xué)特性于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ(或1/2λ與1/4λ)的相位差，可借由調(diào)整異方層的厚度來達(dá)成，此為以往技術(shù)，在此不再贅述，可參考US2004/0100600A1與US2004/0109114A1中的揭示。
圓偏光板CP2如圖17所示意地，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第六具體例與第一具體例類似，但是一圓偏光板并定義為CP2，與第一具體例不同的處在于進(jìn)一步包含一與該第二基材62接合的偏光板10，該偏光板10具有一吸收軸101。該第一光學(xué)異方層81于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，且該第一平均方向812與該吸收軸方向101間具有一個實(shí)質(zhì)為45°的夾角。
圓偏光板CP3如圖18所示意地，本發(fā)明光學(xué)組件OC2的第七具體例與第一具體例類似，但是一圓偏光板并定義為CP3，與第一具體例不同的處在于該第二基材62是一偏光板，且具有一吸收軸101，且第一光學(xué)異方層于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，其中，配向角θ1實(shí)質(zhì)為45°。
(3)光學(xué)組件中各層的構(gòu)成本發(fā)明的該等光學(xué)組件皆可呈供滾輪對滾輪方式線上貼合的經(jīng)卷繞的卷狀膜(rolled film)，或經(jīng)裁切的片狀膜，且其中各層的厚度也無特殊的限制，可視用途來作變化。較佳地，每一配向?qū)拥暮穸仁遣恍∮?.01μm，且較佳地是介于0.05μm至0.25μm的間。
當(dāng)該第一基材的目的只為提供配向物質(zhì)溶液涂布用時，其可為任何在與欲轉(zhuǎn)貼的膜接合后易于剝離的基材，譬如聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET film)，或聚乙烯或聚丙烯膜等，此時該第一基材對于透明性與等方性(isotropy)也無須加以限制。但是若在制造過程中，該基材不預(yù)備被剝離時，其需為一透明等方性(isotropical)基材。
較佳地，適用于本發(fā)明的透明等方性基材具有一大于80％的透明度、具有一小于1.2的Re400/Re700比值，以及具有一不大于20nm的平面相位延遲值(Re)，更佳地是具有不大于10nm的Re。
適用于構(gòu)成本發(fā)明透明等方性基材的物質(zhì)包含，但是不限于玻璃、纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚環(huán)烯烴、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯等。在本發(fā)明的部分具體例中是使用醋酸纖維素膜來作為第一或第二基材。
有關(guān)適用于本發(fā)明光學(xué)組件中的明膠與棒狀液晶分子種類，以及聚乙烯醇的較佳態(tài)樣等，是如后述配向方法部分所述的。
較佳地，在各光學(xué)組件中，每一配向?qū)涌蔀榻?jīng)硬化或經(jīng)硬化的，其中，經(jīng)硬化的配向?qū)拥哪秃蛐詴^佳。在本發(fā)明的一具體例中，是使用未經(jīng)任何硬化劑硬化的明膠來構(gòu)成配向?qū)?。在其它具體例中則使用甲醛或戊二醛來硬化明膠。
二、用于配向棒狀液晶分子的方法(1)刷毛與配向(Rubbing and Orienting)參閱圖6，較佳地，本發(fā)明用于配向棒狀液晶的方法包含步驟為(a)提供一包含一配向物質(zhì)的配向膜700，其中配向物質(zhì)具有復(fù)數(shù)配向分子40，且每一配向分子40具有復(fù)數(shù)類凹狀配向部；(b)沿第一刷毛方向5對該配向膜700進(jìn)行刷毛，以使得該等配向部沿一第一軸200排列，而每一配向部沿一第二軸201延伸，該第二軸201與該第一軸200形成一角度，該角度會受刷毛參數(shù)改變而被改變至一預(yù)定的數(shù)值；以及(c)將一含有復(fù)數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子3的溶液涂覆至該配向膜700上，以配向該等液晶分子3，并形成一第一光學(xué)異方層81(Optically Anisotropical Layer)。
較佳地，該步驟(a)中的配向分子40是一具螺旋結(jié)構(gòu)的分子。更佳地，該步驟(a)中的配向分子40是一具螺旋結(jié)構(gòu)的多肽。在本發(fā)明的一具體例中，配向物質(zhì)為明膠。適用于本發(fā)明方法的明膠包含，但是不限于豬的明膠(gelatin from porcine skin)、牛的明膠(gelatin frombovine skin)、魚的明膠(gelatin from fish skin)，以及此等的一組合。在本發(fā)明的部分具體例中使用魚的明膠，在部分具體例中使用豬的明膠與魚的明膠的混合物，又在其它具體例中使用牛的明膠。明膠是為以往的市售商品，譬如可購自NORLAND或SIGMA等公司，在此不再贅述。
較佳地，該步驟(a)中的配向膜700包含一第一基材61，以及一位于該第一基材61上且含有該配向物質(zhì)的第一配向?qū)?1，而刷毛是于該第一配向?qū)?1的遠(yuǎn)離該第一基材61的一第一配向面711進(jìn)行，且該等液晶分子3是被涂覆至該第一配向面711上較佳地，該步驟(a)中配向膜700的第一配向?qū)?1具有一不小于0.01μm的厚度。
適用于該步驟(a)的第一配向?qū)?1可為未經(jīng)硬化或經(jīng)硬化的。在本發(fā)明的一具體例中，該第一配向?qū)?1是由未經(jīng)硬化的明膠所構(gòu)成。在本發(fā)明的其它具體例中，該第一配向?qū)?1是由經(jīng)硬化的明膠所構(gòu)成。
較佳地，該步驟(a)的配向膜700可借由下列步驟來制備(i)將一含有明膠的第一溶液涂覆至該第一基材61上而形成一第一涂布層；以及(ii)使該涂布層干燥，而形成一包含該第一基材61與一含有明膠的第一配向?qū)?1的配向膜700。
較佳地，該步驟(i)中所使用的第一溶液包含明膠與水，也就是為明膠水溶液。較佳地，該明膠溶液的濃度是介于0.05wt％至20wt％的間，更佳地，是介于2wt％至10wt％的間。
較佳地，該步驟(i)中所使用的第一溶液進(jìn)一步包含聚乙烯醇。在本發(fā)明的部分具體例中，是將明膠與聚乙烯醇混合來作為配向物質(zhì)。
較佳地，該步驟(i)中所使用的第一溶液中進(jìn)一步包含一硬化劑以及一用于催化硬化反應(yīng)的酸。
適用于該配向方法的硬化劑包含醛類、N-羥甲基化合物、二噁烷衍生物、當(dāng)羧基被活化后會誘發(fā)交聯(lián)反應(yīng)的化合物、活性乙烯基化合物、活性鹵化物、異噁唑，以及二醛淀粉(dialdehyde starch)等。較佳地，該硬化劑為醛類。在本發(fā)明的部分具體例中是使用甲醛來硬化明膠，在其它具體例中是使用戊二醛來硬化明膠。
有關(guān)該硬化劑的用量，以明膠的總重計(jì)，較佳為不超過50wt.％，更佳地是介于0.1wt.％至20wt.％間，最佳地是介于0.5wt.％至15wt.％間。
適用于步驟(i)中用以催化硬化反應(yīng)的酸的種類與用量并無特殊的限制，在本發(fā)明的部分具體例中是使用醋酸。
較佳地，該步驟(i)中所使用的溶液中可進(jìn)一步包含一C1～C6的醇類，以控制硬化速率。在本發(fā)明的部分具體例中是使用甲醇來控制硬化速率。
有關(guān)步驟(i)中明膠涂層的厚度并無特殊的限制，較佳是不小于0.01μm，更佳是介于0.01μm至0.5μm的間，以達(dá)所需的配向效果。
有關(guān)步驟(ii)的干燥可借由任何以往的方式來進(jìn)行，較佳的溫度是介于50～95℃的間。
選擇性地，該步驟(a)中的配向膜700可進(jìn)一步包含聚乙烯醇。
較佳地，適用于本發(fā)明的聚乙烯醇具有一介于100至3000間的聚合度，更佳地，具有一介于100至1000間的聚合度，最佳地，具有一介于100至500間的聚合度。
較佳地，適用于本發(fā)明的聚乙烯醇具有一介于70mol％至100mol％間的皂化度，更佳地，具有一介于80mol％至100mol％間的皂化度，最佳地，具有一介于90mol％至100mol％間的皂化度。
有關(guān)該配向方法的步驟(b)中的刷毛，可以任何已知的方式進(jìn)行，制造時可視所需的配向角度施予不同的壓入量與刷毛速度來進(jìn)行。以下舉明膠為例來說明刷毛參數(shù)如何影響θT在相同的壓入量(pileimpression)下，刷毛的速度愈快，則拉伸配向分子的程度愈大，所以角度θT會愈??；而在相同的刷毛速度下，壓入量愈大時，角度θT也會愈小。
在本發(fā)明的具體例中是使用刷毛滾輪來進(jìn)行刷毛。且較佳地，該刷毛滾輪的刷毛片(rubbing sheet)是為橡膠片、尼龍片或聚酯片，或尼龍纖維、縲縈纖維、聚酯纖維所構(gòu)成的絲絨片(velvet sheet)，或紙片、紗布片、毛氈(felt)片。如圖19中所示意地，在本發(fā)明的具體例中是采刷毛滾輪300與基材導(dǎo)輪400分別配置于基材100兩側(cè)的方式進(jìn)行刷毛，且刷毛滾輪300與基材導(dǎo)輪400的夾角(即刷毛角θR)是視需求而變化。。
較佳地，該步驟(b)中的刷毛是以一介于0.05mm至0.5mm的壓入量，以及一介于100rpm至1,500rpm的刷毛速度(也就是配向膜與刷毛片間的相對速度)來進(jìn)行。
經(jīng)申請人的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法中刷毛滾輪不論是采如圖19所示的逆刷(即刷毛滾輪采逆時針方向旋轉(zhuǎn)而使得與配向膜接觸處的刷毛切線方向相反于MD)，或順?biāo)?刷毛滾輪采順時針方向旋轉(zhuǎn))，所制得的光學(xué)組件中液晶分子投射在膜平面的平均方向與偏光板的吸收軸間的夾角并無實(shí)質(zhì)的差異。在本發(fā)明的實(shí)施例中皆采逆刷方式進(jìn)行。
較佳地，該步驟(b)中的第一刷毛方向是平行于配向膜700的軸向201。
當(dāng)配向物質(zhì)為明膠，且步驟(b)的刷毛采用滾輪逆刷，并使第一刷毛方向5平行于軸向201時，在進(jìn)行步驟(c)后，平均方向812與配向膜的軸向201間，具有一實(shí)質(zhì)地介于30°至80°的間的配向角θ1。在部分具體例中，是以刷毛角θR＝0°的方式進(jìn)行配向，且該第一配向?qū)邮怯擅髂z所構(gòu)成，而配向角θ1分別為40°、45°、50°、60°、70°、75°與80°。
當(dāng)配向物質(zhì)為明膠，且步驟(b)的刷毛采用滾輪逆刷，并使第一刷毛方向5與配向膜的軸向201間具有一介于大于0°至±45°間的刷毛角θR，所得配向角θ1實(shí)質(zhì)地介于0至90°的間。在一具體例中，刷毛角θR＝15°，所得配向角θ為90°。在使用不同刷毛參數(shù)的另一具體例中，刷毛角θR＝30°，所得配向角θ1為75°。
當(dāng)配向物質(zhì)同時包含明膠與聚乙烯醇且第一刷毛方向是平行于配向膜的軸向201時，聚乙烯醇可將原本單純使用明膠時的介于30至80°間的配向角θ1改變至0至30°間。在本發(fā)明配向方法的部分具體例中，該第一配向?qū)邮怯擅髂z與聚乙烯醇所構(gòu)成，且是以刷毛角θR＝0°的方式進(jìn)行配向，而配向角θ1分別為0°、3°、15°。當(dāng)配向物質(zhì)包含明膠與聚乙烯醇，且第一刷毛方向5非平行于配向膜的軸向201時，則可借由上述調(diào)變角度的機(jī)制來獲得0～90°間的配向角。
由上可知，本發(fā)明在搭配刷毛時夾有刷毛角，以及添加聚乙烯醇的技術(shù)后，可輕易地獲得以往技術(shù)無法達(dá)到的0～90°間的多角度配向的功能。
適用于該步驟(c)中的反應(yīng)型棒狀液晶分子并無特殊的限制，特別適用者為該等一般用于制備A-板或O-板的液晶分子。所謂的“O板”是指使用一個由正雙折射物質(zhì)所構(gòu)成的膜的光學(xué)相位差器(opticalretarder)，其主軸與膜平面間具有一個傾斜角；而“A板”是指使用一個由單軸雙折射物質(zhì)所構(gòu)成的膜的光學(xué)相位差器，其異方軸是平行于膜平面，而常軸(ordinary axis，也稱為a-軸)則垂直于膜平面。在本發(fā)明的具體例中是使用Merck公司的RM系列各類液晶分子，譬如在部分具體例中使用RMS03011與RMS04013作為O-板的材料，而在部分具體例中使用RMS03001作為A-板的材料。在制作供作為1/2波長板的異方層時，適用的反應(yīng)型棒狀液晶分子需為用于制備A-板的液晶分子；而制作1/4波長板的異方層時，可使用的反應(yīng)型棒狀液晶分子并無特殊的限制。
因此，本發(fā)明中所謂的“配向”是指令棒狀液晶分子3于膜平面的投影軸是實(shí)質(zhì)地朝某一特定方向排列，而所謂的“經(jīng)配向的反應(yīng)型棒狀液晶分子”包含前述發(fā)明內(nèi)容中所述有關(guān)A-板與O-板中液晶的排列情形。
較佳地，本發(fā)明的配向方法可進(jìn)一步包含一在步驟(c)后的令液晶分子3硬化的步驟(d)，以固定液晶分子的排列。
該步驟(d)的硬化條件是視所使用的棒狀液晶分子3來作變化，其可借任何以往的方式或參考文獻(xiàn)來進(jìn)行。在本發(fā)明的具體例中是使用Merck公司的RM系列各類液晶分子，其較佳的硬化方式包含先以約70～90℃的溫度回火，繼而再以適當(dāng)能量的UV光照射。
在本發(fā)明配向方法的部分具體例中，是依序?qū)嵤?i)、(ii)、(a)、(b)、(c)與(d)步驟，而制得一如圖6所示的包含第一基材61、第一配向?qū)?1與第一異方層81的光學(xué)組件OC1。當(dāng)上述方法進(jìn)一步包含一將一偏光板10以滾輪對滾輪方式，貼合至光學(xué)組件OC1的第一基材61的相反于異方層一側(cè)時，即可制得圖11的圓偏光板CP1。
(2)刷毛、配向的重復(fù)實(shí)施在本發(fā)明的配向方法中，該等刷毛與配向步驟可被重復(fù)地實(shí)施，而制備出具有至少二不同液晶分子配向的異方層的光學(xué)組件，因此，本發(fā)明的配向方法特別適于用來制備卷狀的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜，而不需像現(xiàn)有量產(chǎn)時需分別制作兩具不同配向角的光學(xué)組件后，耗時地裁切成面板尺寸，再以片對片的方式與片狀偏光板分別對準(zhǔn)貼合。
因此，參閱圖7，另擇地本發(fā)明的配向方法可進(jìn)一步在步驟(d)的后包含下列步驟(e)將一含有配向物質(zhì)的第二溶液涂覆至該第一異方層81上并使干燥，而形成一第二配向?qū)?3；(f)沿一第二刷毛方向?qū)υ摰诙湎驅(qū)?3的遠(yuǎn)離第一基材的一第二配向面731進(jìn)行刷毛；(g)將一含有復(fù)數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子3的溶液涂覆至該第二配向面731上，以配向該等液晶分子3，并形成一第二異方層82；(h)令該等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。
有關(guān)可適用于上述各步驟中的第二溶液的必要成分與可進(jìn)一步添加的成分等細(xì)節(jié)皆與第一溶液相同，而刷毛、干燥、硬化參數(shù)等細(xì)節(jié)皆與前述步驟(i)、(ii)、(a)、(b)、(c)與(d)中的相同，在此不再累述。
與第一異方層相同地，在制備第二異方層82的過程中，該步驟(f)中的第二刷毛方向可平行于配向膜的軸向201，或與配向膜的軸向201間具有一實(shí)質(zhì)地介于大于0°至+45°或小于0°至-45°間的刷毛角θR。
在本發(fā)明配向方法的一具體例中，步驟(a)所使用的第一溶液主要包含明膠，且第一異方層71中液晶分子3的長軸811于第一基材61上的投射軸的一平均方向812與配向膜的軸向201間具有一實(shí)質(zhì)為75°的配向角θ1，而步驟(e)所使用的第二溶液主要包含明膠與聚乙烯醇，且用以制備第二異方層82的液晶溶液包含單軸雙折射液晶，因?yàn)橹谱?/2λ板需使用A-板用液晶，且其長軸821于第一基材61上的投射軸的一平均方向822與配向膜的軸向201間具有一實(shí)質(zhì)為15°的配向角θ2，而在步驟(b)與(f)使用相同的刷毛參數(shù)且二刷毛方向皆平行于配向膜的軸向201的情形下，即可制得一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1。
類似地，在本發(fā)明的另一具體例中，第一與第二溶液的成分互換，且用于制備第一與第二異方層81、82的液晶分子溶液也互換，則可制備出一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB2。
(3)表面靜電處理與轉(zhuǎn)貼(Transfer)因?yàn)橐话阍谥圃旃鈱W(xué)組件時較常使用的等方性基材，譬如醋酸纖維素膜(TAC film)的成本偏高，若在制作過程中因各種非所欲的因素而造成有缺陷，譬如液晶配向角度非如預(yù)期時，會有浪費(fèi)基材的虞，因此本發(fā)明申請人進(jìn)一步提供一種適于量產(chǎn)光學(xué)組件的方法，即在制備過程中適當(dāng)?shù)厥┯璞砻骒o電處理，并在制備過程的最后進(jìn)行轉(zhuǎn)貼，而將所欲配向角的異方層轉(zhuǎn)貼至較昂貴的等方性基材上，或者可轉(zhuǎn)貼至一偏光板上，使得所制得的偏光板厚度較薄。
譬如可先使用一較便宜的聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET film)作為第一基材，并在PET膜上涂覆配向用的第一溶液前，先對該P(yáng)ET膜施予一表面靜電處理(以使第一配向?qū)优cPET膜可較穩(wěn)固地接合，以利在后續(xù)轉(zhuǎn)貼時可與第一異方層順利分離)，然后再進(jìn)行刷毛與配向步驟，并在液晶硬化且檢測配向角度無問題后，再利用一表面涂覆有一等方性粘著層的TAC膜，將異方層轉(zhuǎn)貼至成本較高的TAC膜上，如此即可提高良率并降低基材的浪費(fèi)。轉(zhuǎn)貼時是令等方性粘著層與第一異方層接合，然后使第一配向?qū)优c第一異方層分離。
因此，參閱圖6、圖12與圖20，本發(fā)明的配向方法可進(jìn)一步包含在該(i)步驟之前的一靜電處理步驟(C1)，該步驟(C1)是對第一基材61的靠近第一配向?qū)?1側(cè)的一第一接合面611，施予一表面靜電處理，并且在步驟(a)、(b)、(c)與(d)之后，可進(jìn)一步進(jìn)行一轉(zhuǎn)貼步驟(T1)。參照圖20，該轉(zhuǎn)貼步驟(T1)是使用一等方性粘著層72將該第一異方層81轉(zhuǎn)貼至一第二基材62上而得到光學(xué)組件OC2。
當(dāng)?shù)诙?2為等方性基材時，光學(xué)組件OC2為一光學(xué)補(bǔ)償膜。當(dāng)?shù)诙?2為偏光板時，光學(xué)組件OC2就是圖18的圓偏光板CP3。
其中，該等方性粘著層72可由一般的感應(yīng)膠，譬如UV光感應(yīng)膠或壓感應(yīng)膠(Pressure Sensitive Adhesive，簡稱PSA)來構(gòu)成，有關(guān)感應(yīng)膠是業(yè)界以往的，在此不再列舉，特別適用于本案的壓感應(yīng)膠譬如有日本綜研化學(xué)株式會社(SOKEN)制、型號為SK ダ TFA-21的壓感應(yīng)膠。進(jìn)行轉(zhuǎn)貼時，可將感應(yīng)膠先涂覆在第二基材62上形成一粘著層72，然后利用滾輪對滾輪的方式，令第一異方層81轉(zhuǎn)移至粘著層72上；或也可直接將感應(yīng)膠先涂覆在第一異方層81上，再與第二基材62進(jìn)行滾輪對滾輪的轉(zhuǎn)貼。
類似地，本發(fā)明配向方法也可在重復(fù)實(shí)施刷毛與配向的制造全波段光學(xué)補(bǔ)償膜的過程中，利用表面靜電處理與轉(zhuǎn)貼步驟，而得到其它態(tài)樣的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜。譬如在本發(fā)明配向方法的一具體例中，是于制備WB1的過程，也就是步驟(a)～(h)中，施予適當(dāng)?shù)谋砻骒o電處理與轉(zhuǎn)貼步驟，而制得一全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB5。
以下參照圖7與圖13來說明WB5的制備過程，首先在步驟(i)之前先施予一靜電處理步驟(C1)，然后在步驟(a)～(d)后包含以下步驟(C2)對該第一異方層81的一遠(yuǎn)離該第一基材61的第二接合面810施予一表面靜電處理；
(e)將一含有明膠的第二溶液涂覆至該第二接合面810上并使干燥，而形成一第二配向?qū)?3；(f)沿一第二刷毛方向?qū)υ摰诙湎驅(qū)?3的遠(yuǎn)離第一基材的一第二配向面731進(jìn)行刷毛；(C3)對該第二配向?qū)?3的第二配向面731施予一表面靜電處理；(g)將一含有多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子3的溶液涂覆至該第二配向?qū)?3的第二配向面731上，以配向該等液晶分子，并形成一第二異方層82；(h)令該等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列；及(T2)使用一等方性粘著劑將該第一異方層81、第二配向?qū)?3，以及第二異方層82一起轉(zhuǎn)貼至一第二基材62上，即可制得圖13的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB5，上述步驟(e)與(C3)的順序是可互換的。
類似地，在本發(fā)明配向方法的另一具體例中，是在制備圖8所示的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB2過程，也就是步驟(i)～(g)中，額外進(jìn)行前述的靜電處理步驟(C1)、(C2)、(C3)與轉(zhuǎn)貼步驟(T2)，而制得一如圖14所示的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB6。
在本發(fā)明配向方法的又一具體例中，是利用本發(fā)明配向方法先制得二個光學(xué)組件OC1(15°)與OC1(75°)，其中該二光學(xué)組件的第一異方層分別具有15°與75°的配向角，然后在OC1(75°)的第一異方層上涂覆一等方性粘著層，并在OC1(15°)的制備過程中施予表面靜電處理步驟(C1)，以使OC1(15°)的配向?qū)优c基材穩(wěn)固接合，然后利用前述的轉(zhuǎn)貼步驟(T1)，將OC1(15°)的第一異方層轉(zhuǎn)貼至OC1(75°)上，而形成一如圖9所示的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB3。
在本發(fā)明配向方法的另一具體例中，是在WB3的制備過程中，再額外地于制備OC1(75°)時實(shí)施一靜電處理步驟(C1)，并在最后施予一轉(zhuǎn)貼步驟(T2)，而制得一如圖15所示的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB7。
在本發(fā)明配向方法的又另一具體例中，是以類似制備全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB3的方式進(jìn)行，但是在OC1(75°)的制備過程中施予表面靜電處理步驟(C1)，并利用一等方性粘著劑將OC1(75°)的第一異方層(配向角為75°)轉(zhuǎn)貼至OC1(15°)的第一異方層(配向角為15°)上，則可制備出一如圖10所示意的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB4。
在本發(fā)明配向方法的再另一具體例中，是在WB4的制備過程中，再額外地于制備OC1(15°)時實(shí)施一靜電處理步驟(C1)，并在最后施予一轉(zhuǎn)貼步驟(T2)，而制得一如圖16所示的全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB8。
再者，當(dāng)本發(fā)明配向方法進(jìn)一步包含一將一偏光板10以滾輪對滾輪方式，貼合至光學(xué)組件OC2的第二基材62上相反于異方層一側(cè)時，即可制得圖17的圓偏光板CP2。
歸納上述，本發(fā)明配向方法利用配向物質(zhì)中多數(shù)可借外力調(diào)變方向的配向部的配向分子，來達(dá)到多角度配向液晶分子的功能，不像現(xiàn)有配向材料只能具有0°、30°或90°的配向功能，而無法直接滾輪對滾輪制備全波段光學(xué)補(bǔ)償膜或圓偏光板。本發(fā)明的配向方法并透過控制刷毛參數(shù)與刷毛方向，或進(jìn)一步添加聚乙烯醇來調(diào)控配向角，且利用表面靜電處理與轉(zhuǎn)貼方式，而輕易地制得可以滾輪對滾輪方式與欲貼合的標(biāo)的物(如偏光板)貼合的光學(xué)組件，不論是OC1、OC2或WB1～WB8。其另一有別于現(xiàn)有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于，現(xiàn)有的產(chǎn)品幾乎都已需使用厚度較厚的聚碳酸酯膜(至少約數(shù)十個微米)來制作光學(xué)組件，但是本發(fā)明光學(xué)組件或圓偏光板中的異方層的厚度可小至1～2μm，因此整體膜厚薄于市售產(chǎn)品，因此在成本與外觀上皆優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品。
本發(fā)明將就以下實(shí)施例來作進(jìn)一步說明，但是應(yīng)了解的是，該等實(shí)施例為例示說明的用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。
實(shí)施例<材料與設(shè)備來源>
1.魚的明膠購自NORLAND公司，型號為P/NFG-04。
2.豬的明膠購自SIGMA公司，品名Gelatin type A from porcineskin approx.300bloom或175bloom。
3.牛的明膠購自SIGMA公司，品名Gelatin type B from bovineskin approx.225 bloom。
4.聚乙烯醇購自臺灣長春公司，品名為BP-05，聚合度500，皂化度86～89mol％，。
5.反應(yīng)型棒狀液晶購自Merck公司，供制備O-板用的型號為RMS03011，供制備A-板用的型號為RMS03001。
6.纖維素醋酸酯膜購自KONICA公司。
7.滾輪式刷毛配向機(jī)遠(yuǎn)東紡織公司自制，刷毛材質(zhì)是縲縈(rayon)。
<實(shí)施例1>
卷狀光學(xué)組件的制備(i)將0.5g的魚的明膠溶入100ml的60℃的水中，以形成一配向溶液，然后以凹版(gravure)涂布法將該溶液涂布至一卷狀PET膜上(涂層厚度約0.2μm)，而形成一卷狀配向膜；(ii)在90℃下烘烤該卷狀配向膜歷時3分鐘；(b)利用一滾輪式刷毛配向機(jī)以刷毛角θR＝0°且為逆刷的方式，對已烘烤完成的配向膜進(jìn)行刷毛(壓入量為約0.3mm，轉(zhuǎn)速為約600rpm)，而形成一配向?qū)樱?c)以旋轉(zhuǎn)涂布法將反應(yīng)型棒狀液晶(型號RMS03011，供O-板制備用)涂布至該配向?qū)由?液晶層厚度約1.1～1.5μm)，然后于80℃下加熱歷時1min，以利液晶分子排列，而形成一濕膜；(d)以UV曝光機(jī)照射該濕膜(UV強(qiáng)度為約0.2J/cm2)，以使液晶分子硬化，而制得一包含一PET膜、一明膠配向?qū)优c一異方層的卷狀光學(xué)組件。
配向角度測定將上述所制得的光學(xué)組件置于一穿透式橢偏儀(Ellipsometer)下，測得液晶分子的平均排列方向與刷毛方向間具有一個60°的配向角。
<實(shí)施例2>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.35g的豬的明膠(300bloom)、0.23g的魚的明膠、15g的水、0.1g的醋酸、15g的甲醇、0.1g的戊二醛(濃度為25wt％)，以及8g的丙酮。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為40°。
<實(shí)施例3>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含2g的豬的明膠(300bloom)、10g的水、1g的水楊酸(Salicylic Acid)、10g的甲醇、3.5g的甲醛(濃度為37wt％)，以及25g的丙酮。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為40°。
<實(shí)施例4>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明膠、5g的水、0.5g的水楊酸、5g的甲醇、2.5g的甲醛(濃度為10wt％)，以及10g的丙酮，且是使用凹版涂布機(jī)(gravure)將配向溶液連續(xù)式涂布至TAC膜上；步驟(ii)中烘烤溫度為80℃；步驟(c)中所使用液晶的型號為RMS03001(供制備A-板用)。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為45°(本實(shí)施例制得的光學(xué)組件即1/4λ膜)。
<實(shí)施例5>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的豬的明膠(300bloom)與20g的水，且是于65℃下進(jìn)行溶解，而步驟(b)中刷毛的轉(zhuǎn)速為約1400rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為40°。
<實(shí)施例6>
以和實(shí)施例5相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(b)中刷毛的轉(zhuǎn)速為約1000rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為50°。
<實(shí)施例7>
以和實(shí)施例5相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(b)中刷毛的轉(zhuǎn)速為約800rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為60°。
<實(shí)施例8>
以和實(shí)施例5相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，于步驟(b)中刷毛的轉(zhuǎn)速為約200rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為70°。
<實(shí)施例9>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明膠、5g的水、0.25g的醋酸、4.5g的甲醇、5g的甲醛(濃度為10wt％)，以及3g的丙酮；步驟(ii)中烘烤溫度為85℃。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為75°。
<實(shí)施例10>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明膠、10g的水、0.2g的醋酸，以及5g的甲醇；步驟(ii)中烘烤溫度為85℃。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為80°。
<實(shí)施例11>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明膠、1g的聚乙烯醇(10wt％)、10g的水、0.2g的醋酸、5g的甲醇、2.5g的甲醛(濃度為10wt％)，以及5g的丙酮；步驟(ii)中烘烤溫度為85℃。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為0°。
<實(shí)施例12>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液是借由在65℃下將0.5g的牛的明膠與15g的水先混合，然后加入0.1g的聚乙烯醇(10wt％)、0.1g的醋酸、5g的甲醇、0.1g的戊二醛(濃度為37wt％)，以及8g的丙酮來制備。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為3°。
<實(shí)施例13>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液是借由在65℃的溫度下，將0.56g的牛的明膠與15g的水予以混合，再加入0.05g的聚乙烯醇(10wt％)、0.1g的醋酸、5g的甲醇、5g的甲醛(濃度為10wt％)，以及7g的丙酮來制備；步驟(ii)的烘烤溫度為85℃；步驟(c)中所使用的液晶型號為RMS03001(供A-板制備用)。在配向角度測定中，所測得的配向角為15°。
<實(shí)施例14>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的豬的明膠(300bloom)、50g的水、13g甲醇與18g丙酮，且是于65℃下進(jìn)行溶解，而步驟(b)中刷毛角θR＝30°(刷毛方向相對于配向膜的軸向是位于+30°處)且刷毛轉(zhuǎn)速為約300rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為75°。
<實(shí)施例15>
以和實(shí)施例1相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(i)中所使用的配向溶液包含6g的豬的明膠(175bloom)、60g的水、17g甲醇、30g丙酮、6g甲醛與0.6g醋酸，且是于65℃下進(jìn)行溶解，而步驟(b)中刷毛角θR＝15°(刷毛方向相對于配向膜的軸向是位于+15°處)且刷毛轉(zhuǎn)速為約150rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為75°。
<實(shí)施例16>
以和實(shí)施例15相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，步驟(b)中刷毛轉(zhuǎn)速為約100rpm。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為75°。
<實(shí)施例17>
以和實(shí)施例9相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是步驟(b)中刷毛角θR＝15°(刷毛方向相對于配向膜的軸向是位于+15°處)。在配向角度測定中，本實(shí)施例所測得的配向角為90°。
<實(shí)施例18>
以和實(shí)施例9相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是在步驟(i)之前多一道對該P(yáng)ET膜施予表面靜電處理的步驟(C1)，并在步驟(d)之后將所得的配向角為75°的第一異方層轉(zhuǎn)貼至一涂覆有光感應(yīng)膠的纖維素醋酸酯膜上，而得到一包含一纖維素醋酸酯膜、一光感應(yīng)膠層與一配向角為75°的第一異方層的光學(xué)組件。
<實(shí)施例19>
以和實(shí)施例9相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是在步驟(d)之后進(jìn)一步包含下列步驟(e)將實(shí)施例13中所使用的配向溶液涂覆至實(shí)施例9所得光學(xué)組件的第一異方層上并使干燥，而形成一第二配向?qū)樱?f)利用滾輪式刷毛配向機(jī)以刷毛角θR＝0°且為逆刷的方式，對該第二配向?qū)拥倪h(yuǎn)離PET膜的一第二配向面進(jìn)行刷毛；(g)將實(shí)施例13中所使用的液晶溶液(型號為RMS03001)涂覆至該第二配向面上，以配向該等液晶分子，并形成一第二異方層；(h)以和實(shí)施例13的步驟(d)相同的條件，令該等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列，即可制得全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB1。
<實(shí)施例20>
以和實(shí)施例19相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是在步驟(i)之前、步驟(d)與(e)之間，以及步驟(f)與(g)之間分別多一道對該P(yáng)ET膜、第一異方層與第二配向?qū)邮┯璞砻骒o電處理的步驟(C1)、(C2)與(C3)，并在步驟(h)之后將第一異方層(配向角75°)、第二配向?qū)优c第二異方層(配向角15°)轉(zhuǎn)貼至一涂覆有光感應(yīng)膠的纖維素醋酸酯膜上，而得到全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB5。
<實(shí)施例21>
以和實(shí)施例13相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是在步驟(d)之后進(jìn)一步包含下列步驟(e)將實(shí)施例9中所使用的配向溶液涂覆至實(shí)施例13所得光學(xué)組件的第一異方層上并使干燥，而形成一第二配向?qū)樱?f)利用滾輪式刷毛配向機(jī)以刷毛角θR＝0°且為逆刷的方式，對該第二配向?qū)拥倪h(yuǎn)離PET膜的一第二配向面進(jìn)行刷毛；(g)將實(shí)施例9中所使用的液晶溶液(型號RMS03011)涂覆至該第二配向面上，以配向該等液晶分子，并形成一第二異方層；(h)以和實(shí)施例9的步驟(d)相同的條件，令該等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列，即可制得全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB2。
<實(shí)施例22>
以和實(shí)施例21相同的方式制備一卷狀光學(xué)組件，但是在步驟(i)之前、步驟(d)與(e)之間，以及步驟(f)與(g)之間分別多一道對該P(yáng)ET膜、第一異方層與第二配向?qū)邮┯璞砻骒o電處理的步驟(C1)、(C2)與(C3)，并在步驟(h)之后將第一異方層(配向角15°)、第二配向?qū)优c第二異方層(配向角75°)轉(zhuǎn)貼至一涂覆有光感應(yīng)膠的纖維素醋酸酯膜上，而得到全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB6。
<實(shí)施例23>
以滾輪對滾輪的方式，將實(shí)施例13所制得卷狀光學(xué)組件的液晶層轉(zhuǎn)貼至實(shí)施例9所制得的卷狀光學(xué)組件的液晶層上(在實(shí)施例9的第一異方層上涂覆一光感應(yīng)膠層，再與實(shí)施例13的光學(xué)組件的第一光學(xué)組件相向貼合，然后令實(shí)施例13的配向?qū)优c異方層剝離開)，而制得一包含一纖維素醋酸酯層、一含明膠的第一配向?qū)?、一配向角度?5°的第一異方層、一等方性粘著層，以及一配向角度為15°的第二異方層的卷狀全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB3。
<實(shí)施例24>
以和實(shí)施例23相同的方式制備一卷狀全波段光學(xué)補(bǔ)償膜，但是在依照實(shí)施例9制備光學(xué)組件時，在步驟(i)之前多一道對該P(yáng)ET膜施予表面靜電處理的步驟(C1)，并在制程之最后進(jìn)一步將全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB3的第一異方層(配向角75°)、第二配向?qū)优c第二異方層(配向角15°)轉(zhuǎn)貼至一涂覆有光感應(yīng)膠的纖維素醋酸酯膜上，而得到全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB7。
<實(shí)施例25>
以滾輪對滾輪的方式，將實(shí)施例9所制得卷狀光學(xué)組件的液晶層轉(zhuǎn)貼至實(shí)施例13所制得的卷狀光學(xué)組件的液晶層上(在實(shí)施例13的第一異方層上涂覆一光感應(yīng)膠層，再與實(shí)施例9的光學(xué)組件的第一光學(xué)組件相向貼合，然后令實(shí)施例9的配向?qū)优c異方層剝離開)，而制得一包含一纖維素醋酸酯層、一含明膠的第一配向?qū)?、一配向角度?5°的第一異方層、一等方性粘著層，以及一配向角度為75°的第二異方層的卷狀全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB4。
<實(shí)施例26>
以和實(shí)施例25相同的方式制備一卷狀全波段光學(xué)補(bǔ)償膜，但是在依照實(shí)施例13制備光學(xué)組件時，在步驟(i)之前多一道對該P(yáng)ET膜施予表面靜電處理的步驟(C1)，并進(jìn)一步將全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB4的第一異方層(配向角15°)、第二配向?qū)优c第二異方層(配向角75°)轉(zhuǎn)貼至一涂覆有光感應(yīng)膠的纖維素醋酸酯膜上，而得到全波段光學(xué)補(bǔ)償膜WB8。
<實(shí)施例27>
以滾輪對滾輪的方式將一纖維素醋酸酯膜與一經(jīng)延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜貼合，以制成一偏光板，然后再以滾輪對滾輪的方式，將實(shí)施例4所制得的配向角度為45°的卷狀光學(xué)組件與該偏光板予以貼合，即可制得一卷狀圓偏光板(CP1)。
權(quán)利要求
1.一種用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于包含下列步驟(a)提供包含配向物質(zhì)的配向膜，其中該配向物質(zhì)具有多個配向分子，每一配向分子可被拉伸并具有多數(shù)間隔排列的類凹狀配向部；(b)沿第一刷毛方向?qū)υ撆湎蚰みM(jìn)行刷毛，以使得所述配向分子的配向部沿第一軸排列，且每一配向部沿第二軸延伸，并使該第二軸與第一軸間的夾角受刷毛力量影響而改變至預(yù)定的數(shù)值；以及(c)將含有多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子的溶液涂覆至該配向膜上，以配向所述液晶分子，并形成第一光學(xué)異方層。
2.如權(quán)利要求1所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中的配向分子是具螺旋結(jié)構(gòu)的分子。
3.如權(quán)利要求2所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中的配向分子是具螺旋結(jié)構(gòu)的多肽。
4.如權(quán)利要求3所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中的配向物質(zhì)包含明膠。
5.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中的配向膜包含第一基材，以及位于該第一基材上且含有該配向物質(zhì)的第一配向?qū)?，而刷毛是于該第一配向?qū)拥倪h(yuǎn)離該第一基材的第一配向面進(jìn)行，且所述液晶分子是被涂覆至該第一配向面上。
6.如權(quán)利要求5所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中配向膜的第一配向?qū)泳哂胁恍∮?.01μm的厚度。
7.如權(quán)利要求5所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中配向膜的第一配向?qū)邮墙?jīng)硬化的。
8.如權(quán)利要求5所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中配向膜的第一配向?qū)邮俏唇?jīng)硬化的。
9.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(b)中的刷毛是以介于0.05mm至0.5mm的壓入量，以及介于100rpm至1,500rpm的刷毛速度來進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(b)中的第一刷毛方向是平行于該配向膜的軸向。
11.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(b)中的第一刷毛方向與該配向膜的軸向間具有介于大于0°至+45°或小于0°至-45°間的刷毛角。
12.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)中的配向物質(zhì)進(jìn)一步包含聚乙烯醇。
13.如權(quán)利要求12所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于聚乙烯醇具有介于100至3000間的聚合度。
14.如權(quán)利要求12所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于聚乙烯醇具有介于70mol％至100mol％間的皂化度。
15.如權(quán)利要求5所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)的配向膜可借由下列步驟來制備(i)將含有該配向物質(zhì)的第一溶液涂覆至該第一基材上而形成一第一涂布層；以及(ii)使該涂布層干燥，而形成包含該第一基材與含有該配向物質(zhì)的第一配向?qū)拥呐湎蚰ぁ?br> 16.如權(quán)利要求15所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(i)中所使用的第一溶液包含該配向物質(zhì)與水。
17.如權(quán)利要求16所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(i)中所使用的第一溶液進(jìn)一步包含硬化劑以及酸。
18.如權(quán)利要求17所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該硬化劑為醛類。
19.如權(quán)利要求16所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(i)中所使用的第一溶液進(jìn)一步包含C1～C6的醇類，以控制硬化速率。
20.如權(quán)利要求16所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該配向物質(zhì)進(jìn)一步包含聚乙烯醇。
21.如權(quán)利要求1或4所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于在步驟(c)之后進(jìn)一步包含令所述液晶分子硬化的步驟(d)，以固定液晶分子的排列。
22.如權(quán)利要求21所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于在步驟(d)之后進(jìn)一步包含下列步驟(e)將含有該配向物質(zhì)的第二溶液涂覆至該第一光學(xué)異方層上并使干燥，而形成第二配向?qū)樱?f)沿第二刷毛方向?qū)υ摰诙湎驅(qū)拥倪h(yuǎn)離第一基材的第二配向面進(jìn)行刷毛；(g)將含有多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子的溶液涂覆至該第二配向面上，以配向所述液晶分子，并形成第二光學(xué)異方層；及(h)令所述液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。
23.如權(quán)利要求22所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(f)中的第二刷毛方向是平行于該配向膜的軸向。
24.如權(quán)利要求22所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(f)中的第二刷毛方向與該配向膜的軸向間具有介于大于0°至+45°或小于0°至-45°間的刷毛角。
25.如權(quán)利要求5所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該步驟(a)的配向膜可借由下列步驟來制備(C1)對該第一基材的第一接合面施予表面靜電處理；(i)將含有該配向物質(zhì)的第一溶液涂覆至該第一接合面上而形成第一涂布層；以及(ii)使該涂布層干燥，而形成包含該第一基材與含有該配向物質(zhì)的第一配向?qū)拥呐湎蚰ぁ?br> 26.如權(quán)利要求25所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于進(jìn)一步包含在步驟(c)之后令所述液晶分子硬化的步驟(d)，以固定液晶分子的排列。
27.如權(quán)利要求26所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于進(jìn)一步包含在步驟(d)之后的轉(zhuǎn)貼步驟(T1)，該轉(zhuǎn)貼步驟(T1)是使用一等方性粘著劑將該第一光學(xué)異方層轉(zhuǎn)貼至第二基材上。
28.如權(quán)利要求27所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該第二基材為等方性基材。
29.如權(quán)利要求27所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于該第二基材為偏光板。
30.如權(quán)利要求26所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于在步驟(d)之后進(jìn)一步包含下列步驟(C2)對該第一光學(xué)異方層的遠(yuǎn)離該第一基材的第二接合面施予表面靜電處理；(e)將含有該配向物質(zhì)的第二溶液涂覆至該第二接合面上并使干燥，而形成第二配向?qū)樱?f)沿第二刷毛方向?qū)υ摰诙湎驅(qū)拥倪h(yuǎn)離第一基材的第二配向面進(jìn)行刷毛；(C3)對該第二配向?qū)拥牡诙湎蛎媸┯璞砻骒o電處理；(g)將含有多數(shù)反應(yīng)型棒狀液晶分子的溶液涂覆至該第二配向?qū)拥牡诙湎蛎嫔?，以配向所述液晶分子，并形成第二光學(xué)異方層；(h)令所述液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。
31.如權(quán)利要求30所述的用于配向棒狀液晶分子的方法，其特征在于進(jìn)一步包含在步驟(h)之后的轉(zhuǎn)貼步驟(T2)，該轉(zhuǎn)貼步驟(T2)是使用等方性粘著劑將該第一光學(xué)異方層、第二配向?qū)右约暗诙鈱W(xué)異方層一起轉(zhuǎn)貼至第二基材上。
32.一種光學(xué)組件，該光學(xué)組件依序包含一第一基材；一含配向物質(zhì)的第一配向?qū)?，該配向物質(zhì)具有多數(shù)配向分子，且每一配向分子具有多數(shù)沿第一軸排列的第一配向部，而每一個第一配向部是呈類凹狀且沿第二軸延伸，該第二軸與第一軸相交叉；以及一第一光學(xué)異方性層，其包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，其中所述液晶分子受該第一配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得所有液晶分子的長軸于該第一基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且所述投射軸的第一平均方向是實(shí)質(zhì)平行于該第二軸。
33.如權(quán)利要求32所述的光學(xué)組件，其特征在于該配向分子是具螺旋結(jié)構(gòu)的分子。
34.如權(quán)利要求33所述的光學(xué)組件，其特征在于該配向分子是具螺旋結(jié)構(gòu)的多肽。
35.如權(quán)利要求34所述的光學(xué)組件，其特征在于該配向物質(zhì)包含明膠。
36.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于其是卷狀的。
37.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一基材為透明的等方性基材。
38.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一配向?qū)泳哂胁恍∮?.01μm的厚度。
39.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于該配向物質(zhì)進(jìn)一步包含聚乙烯醇。
40.如權(quán)利要求39所述的光學(xué)組件，其特征在于聚乙烯醇具有介于100至3000間的聚合度。
41.如權(quán)利要求39所述的光學(xué)組件，其特征在于聚乙烯醇具有介于70mol％至100mol％間的皂化度。
42.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一配向?qū)邮菫榻?jīng)硬化的。
43.如權(quán)利要求42所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一配向?qū)邮怯扇╊愑不谩?br> 44.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一配向?qū)邮俏唇?jīng)硬化的。
45.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于適用于與偏光板貼合，該偏光板具有吸收軸，該光學(xué)組件的第一光學(xué)異方層的第一平均方向與該吸收軸間具有介于0°至90°間的夾角。
46.如權(quán)利要求45所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步于該第一光學(xué)異方層上依序包含一含配向物質(zhì)的第二配向?qū)樱约暗诙鈱W(xué)異方層，該配向物質(zhì)具有多數(shù)配向分子，且每一配向分子具有多數(shù)沿第三軸排列的第二配向部，而每一第二配向部是呈類凹狀并沿第四軸延伸，該第四軸與該第三軸相交叉，該第二光學(xué)異方層包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，且所述液晶分子受該第二配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得第二光學(xué)異方層所有液晶分子的長軸于該第一基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且所述投射軸的第二平均方向是實(shí)質(zhì)平行于該第四軸。
47.如權(quán)利要求46所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°。
48.如權(quán)利要求46所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°。
49.如權(quán)利要求45所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步于該第一光學(xué)異方層上依序包含等方性粘著層、以及第二光學(xué)異方層，該第二光學(xué)異方層包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，且該第二光學(xué)異方層所有液晶分子的長軸于該第一基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有第二平均方向。
50.如權(quán)利要求49所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°。
51.如權(quán)利要求49所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°。
52.如權(quán)利要求32或35所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步于包含與該第一基材接合的偏光板，該偏光板具有吸收軸，且該第一基材為等方性基材。
53.如權(quán)利要求52所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一光學(xué)異方層于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該吸收軸方向間具有一個實(shí)質(zhì)為45°的夾角。
54.如權(quán)利要求53所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一基材是由醋酸纖維素所構(gòu)成。
55.如權(quán)利要求54所述的光學(xué)組件，其特征在于該偏光板包含醋酸纖維素層，以及與該第一基材相接的經(jīng)延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇層。
56.一種光學(xué)組件，依序包含一第二基材；一第一等方性粘著層；以及一第一光學(xué)異方性層，包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，所述液晶分子的長軸于該第二基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有第一平均方向。
57.如權(quán)利要求56所述的光學(xué)組件，其特征在于是呈卷狀的。
58.如權(quán)利要求56所述的光學(xué)組件，其特征在于該第二基材是等方性的。
59.如權(quán)利要求56所述的光學(xué)組件，其特征在于適用于與一偏光板貼合，該偏光板具有一吸收軸，該光學(xué)組件的第一光學(xué)異方層的第一平均方向與該吸收軸間具有介于0°至90°間的夾角。
60.如權(quán)利要求59所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步于該第一光學(xué)異方層上依序包含一含配向物質(zhì)的配向?qū)樱约暗诙鈱W(xué)異方層，該配向物質(zhì)具有多數(shù)配向分子，且每一配向分子具有多數(shù)沿第一軸排列的配向部，而每一配向部是呈類凹狀且沿第二軸延伸，該第二軸與第一軸相交叉，該第二光學(xué)異方層包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，所述液晶分子受該配向?qū)臃肿咏Y(jié)構(gòu)的影響，使得第二光學(xué)異方層所有液晶分子的長軸于該第二基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)平行的，且所述投射軸的第二平均方向是實(shí)質(zhì)平行于該第二軸。
61.如權(quán)利要求60所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°。
62.如權(quán)利要求60所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°。
63.如權(quán)利要求59所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步于該第一光學(xué)異方層上依序包含等方性粘著層，以及第二光學(xué)異方層，該第二光學(xué)異方層包含多數(shù)經(jīng)硬化的反應(yīng)型棒狀液晶分子，且該第二光學(xué)異方層所有液晶分子的長軸于該第一基材上的投射軸是實(shí)質(zhì)地平行，且具有第二平均方向。
64.如權(quán)利要求63所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/2λ與1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°。
65.如權(quán)利要求63所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一與第二光學(xué)異方層于550nm分別產(chǎn)生一個為1/4λ與1/2λ的相位差，且該第一平均方向與該偏光板的吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為75°，且該第二平均方向與該吸收軸間的夾角實(shí)質(zhì)為15°。
66.如權(quán)利要求56所述的光學(xué)組件，其特征在于進(jìn)一步包含與該第二基材接合的偏光板，該偏光板具有吸收軸。
67.如權(quán)利要求66所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一光學(xué)異方層于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該吸收軸方向間具有一個實(shí)質(zhì)為45°的夾角。
68.如權(quán)利要求56所述的光學(xué)組件，其特征在于該第二基材是偏光板，該偏光板具有吸收軸。
69.如權(quán)利要求68所述的光學(xué)組件，其特征在于該第一光學(xué)異方層于550nm產(chǎn)生一個為1/4λ的相位差，且該第一平均方向與該吸收軸方向間具有一個實(shí)質(zhì)為45°的夾角。
全文摘要
一種用于配向棒狀液晶分子的方法，特征在于使用一包含復(fù)數(shù)配向分子的配向物質(zhì)作為配向材料，每一配向分子可被拉伸且具復(fù)數(shù)間隔排列的類凹狀配向部，該等配向部的排列方向與延伸方向間的夾角，可借由刷毛而改變至一預(yù)定數(shù)值，并可借由使配向物質(zhì)進(jìn)一步包含聚乙烯醇及/或以非平行于膜軸向的方向的刷毛來進(jìn)行，而使液晶分子的配向角度可隨意地被調(diào)控，借由本發(fā)明方法制得的所有光學(xué)組件，皆可透過滾輪對滾輪的方式來與偏光板貼合。
文檔編號G02F1/1335GK1797125SQ20041010450
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者游在安, 林必松, 陳智仁, 黃久芳, 林文逸 申請人:遠(yuǎn)東紡織股份有限公司