CN100464234C - 用于配向棒状液晶分子的方法及该方法所制得的光学组件 - Google Patents

Abstract

一种用于配向棒状液晶分子的方法，特征在于：使用一包含复数配向分子的配向物质作为配向材料，每一配向分子可被拉伸且具复数间隔排列的类凹状配向部，该等配向部的排列方向与延伸方向间的夹角，可借由刷毛而改变至一预定数值，并可借由使配向物质进一步包含聚乙烯醇及/或以非平行于膜轴向的方向的刷毛来进行，而使液晶分子的配向角度可随意地被调控，借由本发明方法制得的所有光学组件，皆可透过滚轮对滚轮的方式来与偏光板贴合。

Description

用于配向棒状液晶分子的方法及该方法所制得的光学组件

技术领域

本发明是一种用于配向棒状液晶分子的方法，以及各种利用该配向方法所制得的光学组件(optical element)，与该等光学组件在液晶显示器上的应用。

背景技术

已知由光学异方性(anisotropical)物质所制成的光学补偿膜(retarder)可改善液晶显示器(LCD)的光学性质，譬如视野角、色彩饱和度及在大视角的灰度等。

而目前业界所采用的补偿技术中，用以贴合偏光板(polarizer)与扭转向列型液晶盒(twisted nematic LC cell)的方式大致分为二种模式，一为O-模式(O-mode)，另一为E-模式(E-mode)。所谓的O-模式是指偏光板的吸收轴是平行于所靠近的液晶盒侧的配向膜的配向方向，而E-模式是指偏光板的吸收轴是垂直于所靠近的液晶盒侧的配向膜的配向方向。目前一般商业用的贴合技术皆属O-模式。有关此二模式的贴合技术可参照本案申请人已于2004年10月11日提出申请的申请案号为2004100836077的发明专利申请案。

由于一般的光学补偿膜是借由将聚碳酸酯膜予以延伸而得，并且膜的异方轴(extraordinary axis)是平行于机器方向(machine direction，简称MD)，也就是膜行进的方向，因此当使用上述的O-模式时，须透过片对片的方式来组装偏光板与光学补偿膜，也就是必须将滚轮状(rolled)的偏光板与光学补偿膜分别予以裁切成面版尺寸，再依据所需的延迟补偿角度对准贴合，譬如图1所示地，当偏光板1要与1/4波长板21(quarter wave plate)贴合时，必须分别先被裁切成片状，然后以使偏光板1的吸收轴11与1/4波长板21的异方轴211间具有一个45°的夹角的方式对准并贴合；又譬如图2所示地，当为达到全波段(wide-band)的补偿效果而使用一包含一个1/4波长板21与一个1/2波长板22的光学补偿膜2时，偏光板1也需与该光学补偿膜2对准，以使偏光板1的吸收轴11与该1/4波长板21及1/2波长板22的异方轴211、221间，分别具有一个75°与15°的夹角。所谓的1/2或1/4波长板是指于550nm可分别产生一个为1/2λ(或称为π)与1/4λ(或称为1/2π)相位差的相位延迟膜。因此，这种生产方式会有不易对准的问题，不只效率低且相当耗费人力。

若为使光学补偿膜与偏光板可透过滚轮对滚轮(roll-to-roll)方式进行贴合，则需采用E-模式来贴合偏光板与液晶盒，然，如业界所知地，采用E-模式的技术瓶颈在于，光学补偿膜需要使用大量的C-板(C-plate)，但是因C-板的已知构成材料-负双折射物质本身不易获得且成本偏高，以及C板大多需借由复杂的制造过程才能制备而得，例如US5,196,953中揭示的无机薄膜的气体沉积方式，因此，此类E-模式贴合技术尚无法被商业化。

为使光学补偿膜与偏光板可透过滚轮对滚轮方式线上贴合，US6,262,788B1中揭示一种制备光学延迟膜的方法，其利用至少一个旋转轴与机器方向夹有一刷毛角(rub angle)的刷毛轮(rubbing rollers)来对基材进行刷毛，继而再将液晶原(mesogenic)物质涂布至基材上，并透过热或光来使硬化，而制备出一液晶排列的平均方向与机器方向间具有一角度θ的光学补偿膜，理论上，此申请案的设计可制备出一介于0°与90°间的θ的光学补偿膜，但是实际的制程过程中因基材膜与滚轮间包角较大，会有易滑动、膜张力不易控制的缺点，因此不适于量产。

与前述技术相关地，US2004/0052937 A1中利用刷毛方向与机器方向间夹有一倾斜角(Oblique angle)的技术，该专利中基材膜与滚轮间包角较小，但是并非用来配向液晶分子，其目的是用来制作偏光板，该专利的各具体例中是利用聚乙烯醇作为配向层，并且在经前述刷毛技术刷毛后用来吸附碘或二向色性颜料(dichroic dye)，以制备出穿透轴与机器方向非平行也非垂直的偏光板。

US6,531,195B2中则揭示一种配向棒状液晶分子的方法，其特征在于，利用二种具有特殊化学结构的重复单位所共聚而得的共聚物来作为配向层的材料，此专利确实可达线上贴合光学补偿膜与偏光板的目的，然，所制得的光学补偿膜只有一种固定方向的配向，也就是该共聚物的立体障碍只能使液晶分子的排列垂直于配向层的刷毛方向，因此，该共聚物无法被用来制备一全波段光学补偿膜(wide-bandoptical compensator)，因为如前述地，全波段光学补偿膜的制备需组合一配向角度为75°的1/4λ相位延迟膜与一配向角度为15°的1/2λ相位延迟膜，因为二相位延迟膜的异方轴间需具有一实质为约60°的夹角，才能发挥全波段补偿效果，因此该专利的运用上有其限制。

US2004/0109114 A1案中揭示，一种包含一基材、一相当于1/2λ板的第一光学异方层与一相当于1/4λ板的第二光学异方层的相位延迟膜，但是该第一与第二异方层的异方轴与膜轴向的夹角分别为+30°与-30°，因此当该相位延迟膜要与偏光板贴合时，还是要先裁切成片状，的后再以与偏光板的吸收轴分别夹15°与75°的方式一片片对准贴合，同样不适于量产。US2004/0100600 A1案中则揭示一包含一基材，以及至少二叠置于该基材上的由一具有液晶化合物的组成物所形成的相邻层，其中没有配向层是实质地被配置于该两相邻层的间。

因此，对于发展一可多角度配向液晶分子，而使制备出的光学补偿膜可与偏光板滚轮对滚轮贴合，或彼此间可滚轮对滚轮贴合的技术，仍存在有一需求。

发明内容

在本发明被详细描述的前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

为解决前述光学组件无法与偏光板以滚轮对滚轮方式贴合的问题，并改善现有配向液晶的方法只能固定配向一种角度的缺点，本案申请人思及，利用一种包含复数配向分子的配向物质，来达到随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复数可供配向的类凹状配向部，该等类凹状配向部在受到直线刷毛的力量影响后，会沿一第一轴排列，且每一配向部沿一第二轴延伸，该第二轴与该第一轴相交叉，且形成一被定义为θ_T的角度，该角度θ_T可借由不同的刷毛参数被改变至一预定的数值。由于第一与第二轴相交所形成的角度有二个，在以下的内容中是以该≥0°至≤90°的角度来表示θ_T。

适用于本案的配向物质包含但是不限于，该等所具有的配向分子为具螺旋结构(helical structure)的分子者。较佳地，该配向分子可为具螺旋结构的多肽。较佳地，该配向物质为单股或多股多肽的混合物(mixture of single or multi-strandedpolypeptides)，譬如明胶。

下面以配向物质为明胶的例子来说明，发明人所推测的配向机制。如图3所示意地，若将含明胶的溶液涂布至一基材100上并使干燥，即可透过刷毛滚轮300以一相反于膜行进方向200的方向5进行刷毛，使得明胶中各配向分子实质地朝刷毛方向5(即第一轴)排列，并同时拉伸各个配向分子40(具螺旋结构的多肽)，而使多肽40的螺纹方向41(即第二轴)与刷毛方向5间的角度θ_T随刷毛参数变化而改变，继而即可利用多肽40中朝特定方向定位的各螺槽42(也就是类凹状配向部)来配向液晶分子3。因此，本发明的配向膜为一种配向角度可变化的多角度配向层，不像现有配向材料只能单独具有特定角度0°、30°或90°的配向功能。

需注意地是，在本文中所指的机器方向(MD)即膜行进的方向200，而轴向201则代表与MD平行但是无方向性的轴线。图3中以一个呈单股螺旋结构的配向分子来示意配向物质明胶，实际上明胶溶液中含有复数的具螺旋结构的单股或多股的多肽，且因刷毛方向5平行于第一轴，所以本文中未将第一轴另外编号。

再者，申请人思及可进一步运用前述US2004/0052937 A1案中利用“刷毛方向与机器方向间夹有一倾斜角”的技术来调整整体的配向角度，因为该专利中基材与刷毛滚轮间较不会有张力不易控制的问题。如图4与图5中以具螺旋结构分子为例所示意地，本发明在制备一角度θ_T可被调变的配向膜后，可配合令刷毛方向5与轴向201间夹有一刷毛角θ_R，而轻易地制备出各式具有不同配向角的液晶层的光学组件。

在本文中是以配向角来表示某光学异方层中整体液晶被配向的角度，也就是液晶分子于光学组件平面的投射轴的一平均方向与欲贴合的偏光板的吸收轴(平行于轴向201)间的夹角，配向角的值等于θ_T+θ_R。当只有一异方层时，是以θ₁表示配向角。当有二个不同异方层时，是以θ₁及θ₂分别表示该二不同异方层的配向角。以下举例来说明，申请人所推测θ_T与θ_R搭配获得最终所需的配向角的机制。

如图4中所示意的，一在θ_R＝0°的情形下，原本能制造出约60°配向角的明胶配向层，若在相同的刷毛参数下，以一相对于轴向201为约+30°的刷毛方向5进行刷毛时(θ_R＝30°)，则配向角则可增加至90°。相反地，如图5所示意地，一在θ_R＝0°的情形下，原本能制造出约30°配向角的明胶配向层，若在相同的刷毛参数下，以一相对于轴向201为约-30°的刷毛方向5进行刷毛时(θ_R＝-30°)，则配向角会变小至0°。在本发明中，该刷毛角θ_R是介于0°至±45°的间，也就是刷毛方向5相对于轴向201是位于+45°或-45°的范围内，因为当刷毛角θ_R的绝对值大于45°时，会有张力不易控制的问题。

为使本发明方法具有更大范围角度配向的功能，发明人寻求一可补助调控配向的成分，经多方试验后发现聚乙烯醇具有影响配向的功能，也就是可调整θ_T，因此只要于配向物质溶液中添加适量的聚乙烯醇，即可在相同的刷毛参数下使θ_T的值改变。

基于前述的首揭技术特征，本发明提供以下的配向棒状液晶分子的方法以及光学组件。

在第一方面，本发明提供一种用于配向棒状液晶的方法，包含步骤为：

(a)提供一包含一配向物质的配向膜，其中该配向物质具有复数配向分子，且每一配向分子可被拉伸并具有复数类凹状配向部；

(b)沿一第一刷毛方向对该配向膜进行刷毛，以使得该等配向分子的配向部沿一第一轴排列，且每一配向部沿一第二轴延伸，并使该第二轴与第一轴间的一夹角受刷毛力量影响而改变至一预定的数值；；以及

(c)将一含有复数反应型棒状液晶分子的溶液涂覆至该配向膜上，以配向该等液晶分子，并形成一第一光学异方层(Optically Anisotropical Layer)。

在第二方面，本发明提供一种光学组件，并定义为光学组件OC1，其依序包含：

一第一基材；

一含一配向物质的第一配向层，该配向物质具有复数配向分子，且每一配向分子具有复数沿一第一轴排列的第一配向部，而每一第一配向部沿一第二轴延伸，该第二轴与第一轴相交叉；以及

一第一光学异方性层，其包含复数经硬化的反应型棒状液晶分子，其中该等液晶分子受该第一配向层分子结构的影响，使得所有液晶分子的长轴于该第一基材上的投射轴是实质平行的，且该等投射轴的一第一平均方向是实质平行于该第二轴。

在第三方面，本发明提供一种借由将该光学组件OC1予以转贴至另一等方性基材上，而制得的光学组件，并定义为光学组件OC2，其依序包含：

一第二基材；

一第一等方性粘着层；以及

一第一光学异方性层，包含复数经硬化的反应型棒状液晶分子，该等液晶分子的长轴于该第二基材上的投射轴是实质地平行，且具有一第一平均方向。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是一立体分解示意图，其说明现有经对准贴合一偏光板与一1/4波长板而制成的一光学组件。

图2是一立体分解示意图，其说明现有经对准贴合一偏光板、一1/4波长板与一1/2波长板而制成的一光学组件。

图3是一平面示意图，其说明具螺旋结构的配向分子经一平行于膜轴向的刷毛方向的刷毛后，产生复数平行可供配向液晶分子的类凹状配向部的状态。

图4是一平面示意图，其说明具螺旋结构的配向分子经一非平行于膜轴向的刷毛方向的刷毛后，产生复数平行可供配向液晶分子且配向角(θ_T+θ_R)为90°的螺槽。

图5是一平面示意图，其说明具螺旋结构的配向分子经一非平行于膜轴向的刷毛方向的刷毛后，产生复数平行可供配向液晶分子且配向角(θ_T+θ_R)为0°的螺槽。

图6是一立体分解示意图，其说明本发明的光学组件OC1。

图7是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB1。

图8是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB2。

图9是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB3。

图10是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB4。

图11是一立体分解示意图，其说明本发明的圆偏光板CP1。

图12是一立体分解示意图，其说明本发明的光学组件OC2。

图13是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB5。

图14是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB6。

图15是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB7。

图16是一立体分解示意图，其说明本发明的全波段光学补偿膜WB8。

图17是一立体分解示意图，其说明本发明的圆偏光板CP2。

图18是一立体分解示意图，其说明本发明的圆偏光板CP3。

图19是一侧视剖面示意图，其说明本发明的基材导轮与刷毛滚轮间的配置情形。

图20是一侧视剖面示意图，其说明本发明光学组件OC1经转贴形成光学组件OC2的过程。

具体实施方式

为方便读者了解，下面首先说明利用本发明配向方法制得的各式光学组件，最后再详细说明本发明的方法。

一、光学组件

在图6～18中，各光学异方层中皆只以一个液晶分子来代表复数经硬化且被配向的反应型棒状液晶分子，且图中未显示配向分子，只显示出配向分子中类凹状配向部的第一与第二轴。事实上，光学异方性层中的每一个液晶分子的长轴与异方性层平面间皆具有一个介于0°至90°间的倾斜角，并定义为

。当该光学异方性层为A-板(A-plate)时，所有液晶分子的

皆为0°，也就是所有液晶分子皆实质地平行于异方层平面排列；当该光学异方性层为O-板(O-plate)时，液晶分子的

会分布在0°与90°间，也就是液晶分子沿厚度方向的分布是由平面渐次倾斜至垂直。

另外，在以下的说明中，将“光学异方层”简称为“异方层”。因此，以下称为“第一异方层”者，事实上是指“第一光学异方层”；而当提及“第二异方层”时，事实上是指“第二光学异方层”。且以下的光学组件中将经配向且经硬化的反应型棒状液晶分子简称为液晶分子。

(1)光学组件OC1

参照图6，本发明光学组件OC1的一第一具体例是一光学补偿膜，适用于与一偏光板10(图中以虚线表示)贴合，该偏光板10具有一吸收轴101(平行于补偿膜的轴向201)，本具体例的光学补偿膜依序包含一第一基材61、一含明胶的第一配向层71，以及一第一光学异方性层81。第一基材61与第一配向层71形成一配向膜700。

第一配向层71具有复数配向分子，且每一配向分子具有复数沿一第一轴5排列的第一配向部，而每一第一配向部是呈类凹状并沿一第二轴41延伸，该第二轴41与第一轴5相交叉。

第一光学异方性层81包含复数液晶分子3。该等液晶分子3受该第一配向层71分子结构的影响，使得所有液晶分子的长轴811于该第一基材61上的投射轴是实质平行的，且该等投射轴的一第一平均方向812是实质平行于该第二轴41，且第一平均方向812与所欲贴合的偏光板10的吸收轴101间具有一实质地介于0°至90°的间的配向角θ₁。

全波段光学补偿膜WB1、WB2、WB3与WB4

在以下图标中，当示意用的液晶分子3的长轴被绘制成非平行于异方层平面时，表示该异方层为1/4λ板，也就是该层中的液晶分子可为A-板或O-板用液晶；若该示意用的液晶分子3的长轴被绘制成平行于异方层平面时，表示该异方层为1/2λ板，也就是该层中的液晶分子需为A-板用液晶。当液晶分子需为A-板用液晶时，液晶分子的长轴实质地与投射轴、平均方向平行。

另外，需注意地是，以下本发明的全波段光学补偿膜WB1～WB8在与偏光板贴合时，是以1/2λ板侧，也就是配向角为15°的异方层侧与偏光板贴合，且在有关全波段光学补偿膜的图标中，是以假想线来表示偏光板。

参照图7，本发明光学组件OC1的第二具体例与第一具体例类似，但是一全波段光学补偿膜并定义为WB1，与第一具体例不同的处在于：进一步于该第一异方层81上依序包含一含明胶与聚乙烯醇的第二配向层73，以及一由复数液晶分子3所构成的第二异方层82。

第二配向层73具有复数配向分子，且每一配向分子具有复数沿一第三轴5′排列的第二配向部，而每一第二配向部是呈类凹状并沿一第四轴41′延伸，该第四轴41′与该第三轴5′交叉，该第二光学异方层包含复数液晶分子，该等液晶分子3受该第二配向层分子结构的影响，使得第二光学异方层82所有液晶分子3的长轴821于该第一基材61上的投射轴是实质平行的，且该等投射轴的一第二平均方向822是实质平行于该第四轴41′。

该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，且该配向角θ₁实质为75°，而第二平均方向822与所欲贴合的偏光板10的吸收轴101间的夹角，即配向角θ₂实质为15°。

参照图8，本发明光学组件OC1的第三具体例与第二具体例类似，是一全波段光学补偿膜并定义为WB2，与第二具体例不同的处在于：该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该配向角θ₁实质为15°，而配向角θ₂实质为75°。。

参照图9，本发明光学组件OC1的第四具体例与第一具体例类似，但是一全波段光学补偿膜并定义为WB3，与第一具体例不同的处在于：进一步于该第一异方层81上依序包含一等方性粘着层72，以及一由复数液晶分子3所构成的第二异方层82。该第二光学异方层82所有液晶分子3的长轴821于该第一基材61上的投射轴是实质地平行，且具有一第二平均方向822。

该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，而该配向角θ₁实质为75°，且第二平均方向822与所欲贴合的偏光板10的吸收轴101间的夹角，即配向角θ₂实质为15°。

参照图10，本发明光学组件OC1的第五具体例与第四具体例类似，是一全波段光学补偿膜并定义为WB4，与第四具体例不同的处在于：该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，而该配向角θ₁实质为15°，且配向角θ₂实质为75°。

圆偏光板CP1(Circular Polarizer)

如图11所示意地，本发明光学组件OC1的第六具体例与第一具体例类似，但是一圆偏光板并定义为CP1，与第一具体例不同的处在于：进一步于包含一与该第一基材61接合的偏光板10，该偏光板10具有一吸收轴101，且该第一基材为等方性基材，譬如由醋酸纤维素所构成。该第一光学异方层81于550nm产生一个为1/4λ的相位差，且该第一平均方向812与该吸收轴方向101间具有一个实质为45°的夹角。

圆偏光板CP1的特点在于：一般的圆偏光板是借由将一1/4波长板，与一包含一经延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜及二醋酸纤维素(TAC)外膜的偏光板贴合来制备。而当利用本发明的配向方法制备一1/4波长板时，只要采用一醋酸纤维素膜作为基材，即可在基材的相反于配向层的一表面依序直接粘合一经延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜与一醋酸纤维素膜，即可完成制备，在整体厚度上会减少很多，因为比现有圆偏光板少一层TAC膜，更能符合业界轻薄的需求，且少使用一层TAC膜，在成本上会降低不少。

(2)光学组件OC2

参照图12，本发明光学组件OC2的第一具体例是一光学补偿膜，适用于与一偏光板10贴合，该偏光板10具有一吸收轴101(平行于补偿膜的轴向201)，本具体例的光学补偿膜依序包含一等方性的第二基材62、一第一等方性粘着层72，以及一第一光学异方性层81。该第一光学异方性层81由复数液晶分子3所构成，该等液晶分子3的长轴811于该第二基材62上的投射轴是实质地平行，且具有一第一平均方向812。该第一平均方向812与该吸收轴101间具有一实质地介于0°至90°的间的夹角，即配向角θ₁。

全波段光学补偿膜WB5、WB6、WB7与WB8

参照图13，本发明光学组件OC2的第二具体例与第一具体例类似，但是一全波段光学补偿膜并定义为WB5，与第一具体例不同的处在于：进一步于该第一异方层81上依序包含一含明胶与聚乙烯醇的配向层71，以及一由复数液晶分子3所构成的第二异方层82，配向层71具有复数配向分子，且每一配向分子具有复数沿一第一轴5排列的配向部，而每一配向部呈类凹状且沿一第二轴41延伸，该第二轴41与第一轴5相交叉。该等液晶分子3受该配向层分子结构的影响，使得第二光学异方层82所有液晶分子3的长轴821于该第二基材62上的投射轴是实质平行的，且该等投射轴的一第二平均方向822是实质平行于该第二轴41。

其中，该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该配向角θ₁实质为15°，而第二平均方向822与所欲贴合的偏光板10的吸收轴101间的夹角，即配向角θ₂实质为75°。

参照图14，本发明光学组件OC2的第三具体例与第二具体例类似，是一全波段光学补偿膜并定义为WB6，与第二具体例不同的处在于：该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，而该配向角θ₁为实质地75°，而配向角θ₂实质为15°。

参照图15，本发明光学组件OC2的第四具体例与第一具体例类似，是一全波段光学膜并定义为WB7，与第一具体例不同的处在于：进一步于该第一异方层81上依序包含一第二等方性粘着层72，以及一由复数液晶分子3所构成的第二异方层82，其中，该第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该配向角θ1实质为15°，而该等第二异方层82的液晶分子3的长轴821于该第二基材62上的投射轴的的一第二平均方向822与所欲贴合的偏光板10的吸收轴101间的夹角，即配向角θ₂实质为75°。

参照图16，本发明光学组件OC2的第五具体例与第四具体例类似，是一全波段光学补偿膜并定义为WB8，与第四具体例不同的处在于：第一与第二异方层81、82于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，而该配向角θ₁实质为75°，且配向角θ₂实质为15°。

有关全波段光学补偿膜WB1～WB8中第一与第二异方层的光学特性：于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ(或1/2λ与1/4λ)的相位差，可借由调整异方层的厚度来达成，此为以往技术，在此不再赘述，可参考US2004/0100600 A1与US2004/0109114 A1中的揭示。

圆偏光板CP2

如图17所示意地，本发明光学组件OC2的第六具体例与第一具体例类似，但是一圆偏光板并定义为CP2，与第一具体例不同的处在于：进一步包含一与该第二基材62接合的偏光板10，该偏光板10具有一吸收轴101。该第一光学异方层81于550nm产生一个为1/4λ的相位差，且该第一平均方向812与该吸收轴方向101间具有一个实质为45°的夹角。

圆偏光板CP3

如图18所示意地，本发明光学组件OC2的第七具体例与第一具体例类似，但是一圆偏光板并定义为CP3，与第一具体例不同的处在于：该第二基材62是一偏光板，且具有一吸收轴101，且第一光学异方层于550nm产生一个为1/4λ的相位差，其中，配向角θ₁实质为45°。

(3)光学组件中各层的构成

本发明的该等光学组件皆可呈供滚轮对滚轮方式线上贴合的经卷绕的卷状膜(rolled film)，或经裁切的片状膜，且其中各层的厚度也无特殊的限制，可视用途来作变化。较佳地，每一配向层的厚度是不小于0.01μm，且较佳地是介于0.05μm至0.25μm的间。

当该第一基材的目的只为提供配向物质溶液涂布用时，其可为任何在与欲转贴的膜接合后易于剥离的基材，譬如聚对苯二甲酸乙二酯膜(PET film)，或聚乙烯或聚丙烯膜等，此时该第一基材对于透明性与等方性(isotropy)也无须加以限制。但是若在制造过程中，该基材不预备被剥离时，其需为一透明等方性(isotropical)基材。

较佳地，适用于本发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的平面相位延迟值(Re)，更佳地是具有不大于10nm的Re。

适用于构成本发明透明等方性基材的物质包含，但是不限于：玻璃、纤维素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚环烯烃、聚醚砜、聚丙烯酸酯，以及聚甲基丙烯酸酯等。在本发明的部分具体例中是使用醋酸纤维素膜来作为第一或第二基材。

有关适用于本发明光学组件中的明胶与棒状液晶分子种类，以及聚乙烯醇的较佳态样等，是如后述配向方法部分所述的。

较佳地，在各光学组件中，每一配向层可为经硬化或经硬化的，其中，经硬化的配向层的耐候性会较佳。在本发明的一具体例中，是使用未经任何硬化剂硬化的明胶来构成配向层。在其它具体例中则使用甲醛或戊二醛来硬化明胶。

二、用于配向棒状液晶分子的方法

(1)刷毛与配向(Rubbing and Orienting)

参阅图6，较佳地，本发明用于配向棒状液晶的方法包含步骤为：

(a)提供一包含一配向物质的配向膜700，其中配向物质具有复数配向分子40，且每一配向分子40具有复数类凹状配向部；

(b)沿第一刷毛方向5对该配向膜700进行刷毛，以使得该等配向部沿一第一轴200排列，而每一配向部沿一第二轴201延伸，该第二轴201与该第一轴200形成一角度，该角度会受刷毛参数改变而被改变至一预定的数值；以及

(c)将一含有复数反应型棒状液晶分子3的溶液涂覆至该配向膜700上，以配向该等液晶分子3，并形成一第一光学异方层81(Optically Anisotropical Layer)。

较佳地，该步骤(a)中的配向分子40是一具螺旋结构的分子。更佳地，该步骤(a)中的配向分子40是一具螺旋结构的多肽。在本发明的一具体例中，配向物质为明胶。适用于本发明方法的明胶包含，但是不限于：猪的明胶(gelatin from porcine skin)、牛的明胶(gelatin frombovine skin)、鱼的明胶(gelatin from fish skin)，以及此等的一组合。在本发明的部分具体例中使用鱼的明胶，在部分具体例中使用猪的明胶与鱼的明胶的混合物，又在其它具体例中使用牛的明胶。明胶是为以往的市售商品，譬如可购自NORLAND或SIGMA等公司，在此不再赘述。

较佳地，该步骤(a)中的配向膜700包含一第一基材61，以及一位于该第一基材61上且含有该配向物质的第一配向层71，而刷毛是于该第一配向层71的远离该第一基材61的一第一配向面711进行，且该等液晶分子3是被涂覆至该第一配向面711上

较佳地，该步骤(a)中配向膜700的第一配向层71具有一不小于0.01μm的厚度。

适用于该步骤(a)的第一配向层71可为未经硬化或经硬化的。在本发明的一具体例中，该第一配向层71是由未经硬化的明胶所构成。在本发明的其它具体例中，该第一配向层71是由经硬化的明胶所构成。

较佳地，该步骤(a)的配向膜700可借由下列步骤来制备：

(i)将一含有明胶的第一溶液涂覆至该第一基材61上而形成一第一涂布层；以及

(ii)使该涂布层干燥，而形成一包含该第一基材61与一含有明胶的第一配向层71的配向膜700。

较佳地，该步骤(i)中所使用的第一溶液包含明胶与水，也就是为明胶水溶液。较佳地，该明胶溶液的浓度是介于0.05wt％至20wt％的间，更佳地，是介于2wt％至10wt％的间。

较佳地，该步骤(i)中所使用的第一溶液进一步包含聚乙烯醇。在本发明的部分具体例中，是将明胶与聚乙烯醇混合来作为配向物质。

较佳地，该步骤(i)中所使用的第一溶液中进一步包含一硬化剂以及一用于催化硬化反应的酸。

适用于该配向方法的硬化剂包含醛类、N-羟甲基化合物、二噁烷衍生物、当羧基被活化后会诱发交联反应的化合物、活性乙烯基化合物、活性卤化物、异噁唑，以及二醛淀粉(dialdehyde starch)等。较佳地，该硬化剂为醛类。在本发明的部分具体例中是使用甲醛来硬化明胶，在其它具体例中是使用戊二醛来硬化明胶。

有关该硬化剂的用量，以明胶的总重计，较佳为不超过50wt.％，更佳地是介于0.1wt.％至20wt.％间，最佳地是介于0.5wt.％至15wt.％间。

适用于步骤(i)中用以催化硬化反应的酸的种类与用量并无特殊的限制，在本发明的部分具体例中是使用醋酸。

较佳地，该步骤(i)中所使用的溶液中可进一步包含一C₁～C₆的醇类，以控制硬化速率。在本发明的部分具体例中是使用甲醇来控制硬化速率。

有关步骤(i)中明胶涂层的厚度并无特殊的限制，较佳是不小于0.01μm，更佳是介于0.01μm至0.5μm的间，以达所需的配向效果。

有关步骤(ii)的干燥可借由任何以往的方式来进行，较佳的温度是介于50～95℃的间。

选择性地，该步骤(a)中的配向膜700可进一步包含聚乙烯醇。

较佳地，适用于本发明的聚乙烯醇具有一介于100至3000间的聚合度，更佳地，具有一介于100至1000间的聚合度，最佳地，具有一介于100至500间的聚合度。

较佳地，适用于本发明的聚乙烯醇具有一介于70mol％至100mol％间的皂化度，更佳地，具有一介于80mol％至100mol％间的皂化度，最佳地，具有一介于90mol％至100mol％间的皂化度。

有关该配向方法的步骤(b)中的刷毛，可以任何已知的方式进行，制造时可视所需的配向角度施予不同的压入量与刷毛速度来进行。以下举明胶为例来说明刷毛参数如何影响θ_T：在相同的压入量(pileimpression)下，刷毛的速度愈快，则拉伸配向分子的程度愈大，所以角度θ_T会愈小；而在相同的刷毛速度下，压入量愈大时，角度θ_T也会愈小。

在本发明的具体例中是使用刷毛滚轮来进行刷毛。且较佳地，该刷毛滚轮的刷毛片(rubbing sheet)是为橡胶片、尼龙片或聚酯片，或尼龙纤维、缧萦纤维、聚酯纤维所构成的丝绒片(velvet sheet)，或纸片、纱布片、毛毡(felt)片。如图19中所示意地，在本发明的具体例中是采刷毛滚轮300与基材导轮400分别配置于基材100两侧的方式进行刷毛，且刷毛滚轮300与基材导轮400的夹角(即刷毛角θ_R)是视需求而变化。。

较佳地，该步骤(b)中的刷毛是以一介于0.05mm至0.5mm的压入量，以及一介于100rpm至1,500rpm的刷毛速度(也就是配向膜与刷毛片间的相对速度)来进行。

经申请人的试验发现，本发明方法中刷毛滚轮不论是采如图19所示的逆刷(即刷毛滚轮采逆时针方向旋转而使得与配向膜接触处的刷毛切线方向相反于MD)，或顺刷(刷毛滚轮采顺时针方向旋转)，所制得的光学组件中液晶分子投射在膜平面的平均方向与偏光板的吸收轴间的夹角并无实质的差异。在本发明的实施例中皆采逆刷方式进行。

较佳地，该步骤(b)中的第一刷毛方向是平行于配向膜700的轴向201。

当配向物质为明胶，且步骤(b)的刷毛采用滚轮逆刷，并使第一刷毛方向5平行于轴向201时，在进行步骤(c)后，平均方向812与配向膜的轴向201间，具有一实质地介于30°至80°的间的配向角θ₁。在部分具体例中，是以刷毛角θ_R＝0°的方式进行配向，且该第一配向层是由明胶所构成，而配向角θ₁分别为40°、45°、50°、60°、70°、75°与80°。

当配向物质为明胶，且步骤(b)的刷毛采用滚轮逆刷，并使第一刷毛方向5与配向膜的轴向201间具有一介于大于0°至±45°间的刷毛角θ_R，所得配向角θ₁实质地介于0至90°的间。在一具体例中，刷毛角θ_R＝15°，所得配向角θ为90°。在使用不同刷毛参数的另一具体例中，刷毛角θ_R＝30°，所得配向角θ₁为75°。

当配向物质同时包含明胶与聚乙烯醇且第一刷毛方向是平行于配向膜的轴向201时，聚乙烯醇可将原本单纯使用明胶时的介于30至80°间的配向角θ₁改变至0至30°间。在本发明配向方法的部分具体例中，该第一配向层是由明胶与聚乙烯醇所构成，且是以刷毛角θ_R＝0°的方式进行配向，而配向角θ₁分别为0°、3°、15°。当配向物质包含明胶与聚乙烯醇，且第一刷毛方向5非平行于配向膜的轴向201时，则可借由上述调变角度的机制来获得0～90°间的配向角。

由上可知，本发明在搭配刷毛时夹有刷毛角，以及添加聚乙烯醇的技术后，可轻易地获得以往技术无法达到的0～90°间的多角度配向的功能。

适用于该步骤(c)中的反应型棒状液晶分子并无特殊的限制，特别适用者为该等一般用于制备A-板或O-板的液晶分子。所谓的“O板”是指使用一个由正双折射物质所构成的膜的光学相位差器(opticalretarder)，其主轴与膜平面间具有一个倾斜角；而“A板”是指使用一个由单轴双折射物质所构成的膜的光学相位差器，其异方轴是平行于膜平面，而常轴(ordinary axis，也称为a-轴)则垂直于膜平面。在本发明的具体例中是使用Merck公司的RM系列各类液晶分子，譬如在部分具体例中使用RMS03011与RMS04013作为O-板的材料，而在部分具体例中使用RMS03001作为A-板的材料。在制作供作为1/2波长板的异方层时，适用的反应型棒状液晶分子需为用于制备A-板的液晶分子；而制作1/4波长板的异方层时，可使用的反应型棒状液晶分子并无特殊的限制。

因此，本发明中所谓的“配向”是指令棒状液晶分子3于膜平面的投影轴是实质地朝某一特定方向排列，而所谓的“经配向的反应型棒状液晶分子”包含前述发明内容中所述有关A-板与O-板中液晶的排列情形。

较佳地，本发明的配向方法可进一步包含一在步骤(c)后的令液晶分子3硬化的步骤(d)，以固定液晶分子的排列。

该步骤(d)的硬化条件是视所使用的棒状液晶分子3来作变化，其可借任何以往的方式或参考文献来进行。在本发明的具体例中是使用Merck公司的RM系列各类液晶分子，其较佳的硬化方式包含先以约70～90℃的温度回火，继而再以适当能量的UV光照射。

在本发明配向方法的部分具体例中，是依序实施(i)、(ii)、(a)、(b)、(c)与(d)步骤，而制得一如图6所示的包含第一基材61、第一配向层71与第一异方层81的光学组件OC1。当上述方法进一步包含一将一偏光板10以滚轮对滚轮方式，贴合至光学组件OC1的第一基材61的相反于异方层一侧时，即可制得图11的圆偏光板CP1。

(2)刷毛、配向的重复实施

在本发明的配向方法中，该等刷毛与配向步骤可被重复地实施，而制备出具有至少二不同液晶分子配向的异方层的光学组件，因此，本发明的配向方法特别适于用来制备卷状的全波段光学补偿膜，而不需像现有量产时需分别制作两具不同配向角的光学组件后，耗时地裁切成面板尺寸，再以片对片的方式与片状偏光板分别对准贴合。

因此，参阅图7，另择地本发明的配向方法可进一步在步骤(d)的后包含下列步骤：

(e)将一含有配向物质的第二溶液涂覆至该第一异方层81上并使干燥，而形成一第二配向层73；

(f)沿一第二刷毛方向对该第二配向层73的远离第一基材的一第二配向面731进行刷毛；

(g)将一含有复数反应型棒状液晶分子3的溶液涂覆至该第二配向面731上，以配向该等液晶分子3，并形成一第二异方层82；

(h)令该等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。

有关可适用于上述各步骤中的第二溶液的必要成分与可进一步添加的成分等细节皆与第一溶液相同，而刷毛、干燥、硬化参数等细节皆与前述步骤(i)、(ii)、(a)、(b)、(c)与(d)中的相同，在此不再累述。

与第一异方层相同地，在制备第二异方层82的过程中，该步骤(f)中的第二刷毛方向可平行于配向膜的轴向201，或与配向膜的轴向201间具有一实质地介于大于0°至+45°或小于0°至-45°间的刷毛角θ_R。

在本发明配向方法的一具体例中，步骤(a)所使用的第一溶液主要包含明胶，且第一异方层71中液晶分子3的长轴811于第一基材61上的投射轴的一平均方向812与配向膜的轴向201间具有一实质为75°的配向角θ₁，而步骤(e)所使用的第二溶液主要包含明胶与聚乙烯醇，且用以制备第二异方层82的液晶溶液包含单轴双折射液晶，因为制作1/2λ板需使用A-板用液晶，且其长轴821于第一基材61上的投射轴的一平均方向822与配向膜的轴向201间具有一实质为15°的配向角θ₂，而在步骤(b)与(f)使用相同的刷毛参数且二刷毛方向皆平行于配向膜的轴向201的情形下，即可制得一全波段光学补偿膜WB1。

类似地，在本发明的另一具体例中，第一与第二溶液的成分互换，且用于制备第一与第二异方层81、82的液晶分子溶液也互换，则可制备出一全波段光学补偿膜WB2。

(3)表面静电处理与转贴(Transfer)

因为一般在制造光学组件时较常使用的等方性基材，譬如醋酸纤维素膜(TAC film)的成本偏高，若在制作过程中因各种非所欲的因素而造成有缺陷，譬如液晶配向角度非如预期时，会有浪费基材的虞，因此本发明申请人进一步提供一种适于量产光学组件的方法，即在制备过程中适当地施予表面静电处理，并在制备过程的最后进行转贴，而将所欲配向角的异方层转贴至较昂贵的等方性基材上，或者可转贴至一偏光板上，使得所制得的偏光板厚度较薄。

譬如可先使用一较便宜的聚对苯二甲酸乙二酯膜(PET film)作为第一基材，并在PET膜上涂覆配向用的第一溶液前，先对该PET膜施予一表面静电处理(以使第一配向层与PET膜可较稳固地接合，以利在后续转贴时可与第一异方层顺利分离)，然后再进行刷毛与配向步骤，并在液晶硬化且检测配向角度无问题后，再利用一表面涂覆有一等方性粘着层的TAC膜，将异方层转贴至成本较高的TAC膜上，如此即可提高良率并降低基材的浪费。转贴时是令等方性粘着层与第一异方层接合，然后使第一配向层与第一异方层分离。

因此，参阅图6、图12与图20，本发明的配向方法可进一步包含在该(i)步骤之前的一静电处理步骤(C1)，该步骤(C1)是对第一基材61的靠近第一配向层71侧的一第一接合面611，施予一表面静电处理，并且在步骤(a)、(b)、(c)与(d)之后，可进一步进行一转贴步骤(T1)。参照图20，该转贴步骤(T1)是使用一等方性粘着层72将该第一异方层81转贴至一第二基材62上而得到光学组件OC2。

当第二基材62为等方性基材时，光学组件OC2为一光学补偿膜。当第二基材62为偏光板时，光学组件OC2就是图18的圆偏光板CP3。

其中，该等方性粘着层72可由一般的感应胶，譬如UV光感应胶或压感应胶(Pressure Sensitive Adhesive，简称PSA)来构成，有关感应胶是业界以往的，在此不再列举，特别适用于本案的压感应胶譬如有日本综研化学株式会社(SOKEN)制、型号为SKダTFA-21的压感应胶。进行转贴时，可将感应胶先涂覆在第二基材62上形成一粘着层72，然后利用滚轮对滚轮的方式，令第一异方层81转移至粘着层72上；或也可直接将感应胶先涂覆在第一异方层81上，再与第二基材62进行滚轮对滚轮的转贴。

类似地，本发明配向方法也可在重复实施刷毛与配向的制造全波段光学补偿膜的过程中，利用表面静电处理与转贴步骤，而得到其它态样的全波段光学补偿膜。譬如在本发明配向方法的一具体例中，是于制备WB1的过程，也就是步骤(a)～(h)中，施予适当的表面静电处理与转贴步骤，而制得一全波段光学补偿膜WB5。

以下参照图7与图13来说明WB5的制备过程，首先在步骤(i)之前先施予一静电处理步骤(C1)，然后在步骤(a)～(d)后包含以下步骤：

(C2)对该第一异方层81的一远离该第一基材61的第二接合面810施予一表面静电处理；

(e)将一含有明胶的第二溶液涂覆至该第二接合面810上并使干燥，而形成一第二配向层73；

(f)沿一第二刷毛方向对该第二配向层73的远离第一基材的一第二配向面731进行刷毛；

(C3)对该第二配向层73的第二配向面731施予一表面静电处理；

(g)将一含有多数反应型棒状液晶分子3的溶液涂覆至该第二配向层73的第二配向面731上，以配向该等液晶分子，并形成一第二异方层82；

(h)令该等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列；及

(T2)使用一等方性粘着剂将该第一异方层81、第二配向层73，以及第二异方层82一起转贴至一第二基材62上，即可制得图13的全波段光学补偿膜WB5，上述步骤(e)与(C3)的顺序是可互换的。

类似地，在本发明配向方法的另一具体例中，是在制备图8所示的全波段光学补偿膜WB2过程，也就是步骤(i)～(g)中，额外进行前述的静电处理步骤(C1)、(C2)、(C3)与转贴步骤(T2)，而制得一如图14所示的全波段光学补偿膜WB6。

在本发明配向方法的又一具体例中，是利用本发明配向方法先制得二个光学组件OC1(15°)与OC1(75°)，其中该二光学组件的第一异方层分别具有15°与75°的配向角，然后在OC1(75°)的第一异方层上涂覆一等方性粘着层，并在OC1(15°)的制备过程中施予表面静电处理步骤(C1)，以使OC1(15°)的配向层与基材稳固接合，然后利用前述的转贴步骤(T1)，将OC1(15°)的第一异方层转贴至OC1(75°)上，而形成一如图9所示的全波段光学补偿膜WB3。

在本发明配向方法的另一具体例中，是在WB3的制备过程中，再额外地于制备OC1(75°)时实施一静电处理步骤(C1)，并在最后施予一转贴步骤(T2)，而制得一如图15所示的全波段光学补偿膜WB7。

在本发明配向方法的又另一具体例中，是以类似制备全波段光学补偿膜WB3的方式进行，但是在OC1(75°)的制备过程中施予表面静电处理步骤(C1)，并利用一等方性粘着剂将OC1(75°)的第一异方层(配向角为75°)转贴至OC1(15°)的第一异方层(配向角为15°)上，则可制备出一如图10所示意的全波段光学补偿膜WB4。

在本发明配向方法的再另一具体例中，是在WB4的制备过程中，再额外地于制备OC1(15°)时实施一静电处理步骤(C1)，并在最后施予一转贴步骤(T2)，而制得一如图16所示的全波段光学补偿膜WB8。

再者，当本发明配向方法进一步包含一将一偏光板10以滚轮对滚轮方式，贴合至光学组件OC2的第二基材62上相反于异方层一侧时，即可制得图17的圆偏光板CP2。

归纳上述，本发明配向方法利用配向物质中多数可借外力调变方向的配向部的配向分子，来达到多角度配向液晶分子的功能，不像现有配向材料只能具有0°、30°或90°的配向功能，而无法直接滚轮对滚轮制备全波段光学补偿膜或圆偏光板。本发明的配向方法并透过控制刷毛参数与刷毛方向，或进一步添加聚乙烯醇来调控配向角，且利用表面静电处理与转贴方式，而轻易地制得可以滚轮对滚轮方式与欲贴合的标的物(如偏光板)贴合的光学组件，不论是OC1、OC2或WB1～WB8。其另一有别于现有产品的优点在于，现有的产品几乎都已需使用厚度较厚的聚碳酸酯膜(至少约数十个微米)来制作光学组件，但是本发明光学组件或圆偏光板中的异方层的厚度可小至1～2μm，因此整体膜厚薄于市售产品，因此在成本与外观上皆优于现有产品。

本发明将就以下实施例来作进一步说明，但是应了解的是，该等实施例为例示说明的用，而不应被解释为本发明实施的限制。

实施例

<材料与设备来源>

1.鱼的明胶：购自NORLAND公司，型号为P/NFG-04。

2.猪的明胶：购自SIGMA公司，品名Gelatin type A from porcineskin approx.300bloom或175bloom。

3.牛的明胶：购自SIGMA公司，品名Gelatin type B from bovineskin approx.225 bloom。

4.聚乙烯醇：购自台湾长春公司，品名为BP-05，聚合度500，皂化度86～89mol％，。

5.反应型棒状液晶：购自Merck公司，供制备O-板用的型号为RMS03011，供制备A-板用的型号为RMS03001。

6.纤维素醋酸酯膜：购自KONICA公司。

7.滚轮式刷毛配向机：远东纺织公司自制，刷毛材质是缧萦(rayon)。

<实施例1>

卷状光学组件的制备

(i)将0.5g的鱼的明胶溶入100ml的60℃的水中，以形成一配向溶液，然后以凹版(gravure)涂布法将该溶液涂布至一卷状PET膜上(涂层厚度约0.2μm)，而形成一卷状配向膜；

(ii)在90℃下烘烤该卷状配向膜历时3分钟；

(b)利用一滚轮式刷毛配向机以刷毛角θ_R＝0°且为逆刷的方式，对已烘烤完成的配向膜进行刷毛(压入量为约0.3mm，转速为约600rpm)，而形成一配向层；

(c)以旋转涂布法将反应型棒状液晶(型号RMS03011，供O-板制备用)涂布至该配向层上(液晶层厚度约1.1～1.5μm)，然后于80℃下加热历时1min，以利液晶分子排列，而形成一湿膜；

(d)以UV曝光机照射该湿膜(UV强度为约0.2J/cm²)，以使液晶分子硬化，而制得一包含一PET膜、一明胶配向层与一异方层的卷状光学组件。

配向角度测定

将上述所制得的光学组件置于一穿透式椭偏仪(Ellipsometer)下，测得液晶分子的平均排列方向与刷毛方向间具有一个60°的配向角。<实施例2>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.35g的猪的明胶(300bloom)、0.23g的鱼的明胶、15g的水、0.1g的醋酸、15g的甲醇、0.1g的戊二醛(浓度为25wt％)，以及8g的丙酮。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为40°。

<实施例3>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含2g的猪的明胶(300bloom)、10g的水、1g的水杨酸(Salicylic Acid)、10g的甲醇、3.5g的甲醛(浓度为37wt％)，以及25g的丙酮。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为40°。

<实施例4>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明胶、5g的水、0.5g的水杨酸、5g的甲醇、2.5g的甲醛(浓度为10wt％)，以及10g的丙酮，且是使用凹版涂布机(gravure)将配向溶液连续式涂布至TAC膜上；步骤(ii)中烘烤温度为80℃；步骤(c)中所使用液晶的型号为RMS03001(供制备A-板用)。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为45°(本实施例制得的光学组件即1/4λ膜)。

<实施例5>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的猪的明胶(300bloom)与20g的水，且是于65℃下进行溶解，而步骤(b)中刷毛的转速为约1400rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为40°。

<实施例6>

以和实施例5相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(b)中刷毛的转速为约1000rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为50°。

<实施例7>

以和实施例5相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(b)中刷毛的转速为约800rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为60°。

<实施例8>

以和实施例5相同的方式制备一卷状光学组件，于步骤(b)中刷毛的转速为约200rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为70°。

<实施例9>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明胶、5g的水、0.25g的醋酸、4.5g的甲醇、5g的甲醛(浓度为10wt％)，以及3g的丙酮；步骤(ii)中烘烤温度为85℃。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为75°。

<实施例10>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明胶、10g的水、0.2g的醋酸，以及5g的甲醇；步骤(ii)中烘烤温度为85℃。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为80°。

<实施例11>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的牛的明胶、1g的聚乙烯醇(10wt％)、10g的水、0.2g的醋酸、5g的甲醇、2.5g的甲醛(浓度为10wt％)，以及5g的丙酮；步骤(ii)中烘烤温度为85℃。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为0°。

<实施例12>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液是借由在65℃下将0.5g的牛的明胶与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(浓度为37wt％)，以及8g的丙酮来制备。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为3°。

<实施例13>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液是借由在65℃的温度下，将0.56g的牛的明胶与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(浓度为10wt％)，以及7g的丙酮来制备；步骤(ii)的烘烤温度为85℃；步骤(c)中所使用的液晶型号为RMS03001(供A-板制备用)。在配向角度测定中，所测得的配向角为15°。

<实施例14>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含0.5g的猪的明胶(300bloom)、50g的水、13g甲醇与18g丙酮，且是于65℃下进行溶解，而步骤(b)中刷毛角θ_R＝30°(刷毛方向相对于配向膜的轴向是位于+30°处)且刷毛转速为约300rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为75°。

<实施例15>

以和实施例1相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(i)中所使用的配向溶液包含6g的猪的明胶(175bloom)、60g的水、17g甲醇、30g丙酮、6g甲醛与0.6g醋酸，且是于65℃下进行溶解，而步骤(b)中刷毛角θ_R＝15°(刷毛方向相对于配向膜的轴向是位于+15°处)且刷毛转速为约150rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为75°。

<实施例16>

以和实施例15相同的方式制备一卷状光学组件，步骤(b)中刷毛转速为约100rpm。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为75°。

<实施例17>

以和实施例9相同的方式制备一卷状光学组件，但是步骤(b)中刷毛角θ_R＝15°(刷毛方向相对于配向膜的轴向是位于+15°处)。在配向角度测定中，本实施例所测得的配向角为90°。

<实施例18>

以和实施例9相同的方式制备一卷状光学组件，但是在步骤(i)之前多一道对该PET膜施予表面静电处理的步骤(C1)，并在步骤(d)之后将所得的配向角为75°的第一异方层转贴至一涂覆有光感应胶的纤维素醋酸酯膜上，而得到一包含一纤维素醋酸酯膜、一光感应胶层与一配向角为75°的第一异方层的光学组件。

<实施例19>

以和实施例9相同的方式制备一卷状光学组件，但是在步骤(d)之后进一步包含下列步骤：

(e)将实施例13中所使用的配向溶液涂覆至实施例9所得光学组件的第一异方层上并使干燥，而形成一第二配向层；

(f)利用滚轮式刷毛配向机以刷毛角θ_R＝0°且为逆刷的方式，对该第二配向层的远离PET膜的一第二配向面进行刷毛；

(g)将实施例13中所使用的液晶溶液(型号为RMS03001)涂覆至该第二配向面上，以配向该等液晶分子，并形成一第二异方层；

(h)以和实施例13的步骤(d)相同的条件，令该等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列，即可制得全波段光学补偿膜WB1。

<实施例20>

以和实施例19相同的方式制备一卷状光学组件，但是在步骤(i)之前、步骤(d)与(e)之间，以及步骤(f)与(g)之间分别多一道对该PET膜、第一异方层与第二配向层施予表面静电处理的步骤(C1)、(C2)与(C3)，并在步骤(h)之后将第一异方层(配向角75°)、第二配向层与第二异方层(配向角15°)转贴至一涂覆有光感应胶的纤维素醋酸酯膜上，而得到全波段光学补偿膜WB5。

<实施例21>

以和实施例13相同的方式制备一卷状光学组件，但是在步骤(d)之后进一步包含下列步骤：

(e)将实施例9中所使用的配向溶液涂覆至实施例13所得光学组件的第一异方层上并使干燥，而形成一第二配向层；

(f)利用滚轮式刷毛配向机以刷毛角θ_R＝0°且为逆刷的方式，对该第二配向层的远离PET膜的一第二配向面进行刷毛；

(g)将实施例9中所使用的液晶溶液(型号RMS03011)涂覆至该第二配向面上，以配向该等液晶分子，并形成一第二异方层；

(h)以和实施例9的步骤(d)相同的条件，令该等液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列，即可制得全波段光学补偿膜WB2。

<实施例22>

以和实施例21相同的方式制备一卷状光学组件，但是在步骤(i)之前、步骤(d)与(e)之间，以及步骤(f)与(g)之间分别多一道对该PET膜、第一异方层与第二配向层施予表面静电处理的步骤(C1)、(C2)与(C3)，并在步骤(h)之后将第一异方层(配向角15°)、第二配向层与第二异方层(配向角75°)转贴至一涂覆有光感应胶的纤维素醋酸酯膜上，而得到全波段光学补偿膜WB6。

<实施例23>

以滚轮对滚轮的方式，将实施例13所制得卷状光学组件的液晶层转贴至实施例9所制得的卷状光学组件的液晶层上(在实施例9的第一异方层上涂覆一光感应胶层，再与实施例13的光学组件的第一光学组件相向贴合，然后令实施例13的配向层与异方层剥离开)，而制得一包含一纤维素醋酸酯层、一含明胶的第一配向层、一配向角度为75°的第一异方层、一等方性粘着层，以及一配向角度为15°的第二异方层的卷状全波段光学补偿膜WB3。

<实施例24>

以和实施例23相同的方式制备一卷状全波段光学补偿膜，但是在依照实施例9制备光学组件时，在步骤(i)之前多一道对该PET膜施予表面静电处理的步骤(C1)，并在制程之最后进一步将全波段光学补偿膜WB3的第一异方层(配向角75°)、第二配向层与第二异方层(配向角15°)转贴至一涂覆有光感应胶的纤维素醋酸酯膜上，而得到全波段光学补偿膜WB7。

<实施例25>

以滚轮对滚轮的方式，将实施例9所制得卷状光学组件的液晶层转贴至实施例13所制得的卷状光学组件的液晶层上(在实施例13的第一异方层上涂覆一光感应胶层，再与实施例9的光学组件的第一光学组件相向贴合，然后令实施例9的配向层与异方层剥离开)，而制得一包含一纤维素醋酸酯层、一含明胶的第一配向层、一配向角度为15°的第一异方层、一等方性粘着层，以及一配向角度为75°的第二异方层的卷状全波段光学补偿膜WB4。

<实施例26>

以和实施例25相同的方式制备一卷状全波段光学补偿膜，但是在依照实施例13制备光学组件时，在步骤(i)之前多一道对该PET膜施予表面静电处理的步骤(C1)，并进一步将全波段光学补偿膜WB4的第一异方层(配向角15°)、第二配向层与第二异方层(配向角75°)转贴至一涂覆有光感应胶的纤维素醋酸酯膜上，而得到全波段光学补偿膜WB8。

<实施例27>

以滚轮对滚轮的方式将一纤维素醋酸酯膜与一经延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇膜贴合，以制成一偏光板，然后再以滚轮对滚轮的方式，将实施例4所制得的配向角度为45°的卷状光学组件与该偏光板予以贴合，即可制得一卷状圆偏光板(CP1)。

Claims (60)

1.一种用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于包含下列步骤：

(a)提供包含配向物质的配向膜，其中该配向物质具有多个配向分子，每一配向分子可被拉伸并具有多数间隔排列的类凹状配向部；

(b)沿第一刷毛方向对该配向膜进行刷毛，以使得所述配向分子的配向部沿第一轴排列，且每一配向部沿第二轴延伸，并使该第二轴与第一轴间的夹角受刷毛力量影响而改变至预定的数值；以及

(c)将含有多数反应型棒状液晶分子的溶液涂覆至该配向膜上，以配向所述液晶分子，并形成第一光学异方层。

2.如权利要求1所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中的配向分子是具螺旋结构的分子。

3.如权利要求2所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中的配向分子是具螺旋结构的多肽。

4.如权利要求3所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中的配向物质包含明胶。

5.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中的配向膜包含第一基材，以及位于该第一基材上且含有该配向物质的第一配向层，而刷毛是于该第一配向层的远离该第一基材的第一配向面进行，且所述液晶分子是被涂覆至该第一配向面上。

6.如权利要求5所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中配向膜的第一配向层具有不小于0.01μm的厚度。

7.如权利要求5所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中配向膜的第一配向层是经硬化的。

8.如权利要求5所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中配向膜的第一配向层是未经硬化的。

9.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(b)中的刷毛是以介于0.05mm至0.5mm的压入量，以及介于100rpm至1500rpm的刷毛速度来进行。

10.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(b)中的第一刷毛方向是平行于该配向膜的轴向。

11.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(b)中的第一刷毛方向与该配向膜的轴向间具有介于大于0°至+45°或小于0°至-45°间的刷毛角。

12.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(a)中的配向物质进一步包含聚乙烯醇。

13.如权利要求12所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：聚乙烯醇具有介于100至3000间的聚合度。

14.如权利要求12所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：聚乙烯醇具有介于70mol％至100mol％间的皂化度。

15.如权利要求5所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于该步骤(a)的配向膜借由下列步骤来制备：

(i)将含有该配向物质的第一溶液涂覆至该第一基材上而形成一第一涂布层；以及

(ii)使该涂布层干燥，而形成包含该第一基材与含有该配向物质的第一配向层的配向膜。

16.如权利要求15所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(i)中所使用的第一溶液包含该配向物质与水。

17.如权利要求16所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(i)中所使用的第一溶液进一步包含硬化剂以及酸。

18.如权利要求17所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该硬化剂为醛类。

19.如权利要求16所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(i)中所使用的第一溶液进一步包含C₁～C₆的醇类，以控制硬化速率。

20.如权利要求16所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该配向物质进一步包含聚乙烯醇。

21.如权利要求1或4所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：在步骤(c)之后进一步包含令所述液晶分子硬化的步骤(d)，以固定液晶分子的排列。

22.如权利要求21所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于在步骤(d)之后进一步包含下列步骤：

(e)将含有该配向物质的第二溶液涂覆至该第一光学异方层上并使干燥，而形成第二配向层；

(f)沿第二刷毛方向对该第二配向层的远离第一基材的第二配向面进行刷毛；

(g)将含有多数反应型棒状液晶分子的溶液涂覆至该第二配向面上，以配向所述液晶分子，并形成第二光学异方层；及

(h)令所述液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。

23.如权利要求22所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(f)中的第二刷毛方向是平行于该配向膜的轴向。

24.如权利要求22所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该步骤(f)中的第二刷毛方向与该配向膜的轴向间具有介于大于0°至+45°或小于0°至-45°间的刷毛角。

25.如权利要求5所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于该步骤(a)的配向膜借由下列步骤来制备：

(C1)对该第一基材的第一接合面施予表面静电处理；

(i)将含有该配向物质的第一溶液涂覆至该第一接合面上而形成第一涂布层；以及

(ii)使该涂布层干燥，而形成包含该第一基材与含有该配向物质的第一配向层的配向膜。

26.如权利要求25所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：进一步包含在步骤(c)之后令所述液晶分子硬化的步骤(d)，以固定液晶分子的排列。

27.如权利要求26所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：进一步包含在步骤(d)之后的转贴步骤(T1)，该转贴步骤(T1)是使用一等方性粘着剂将该第一光学异方层转贴至第二基材上。

28.如权利要求27所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该第二基材为等方性基材。

29.如权利要求27所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：该第二基材为偏光板。

30.如权利要求26所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于在步骤(d)之后进一步包含下列步骤：

(C2)对该第一光学异方层的远离该第一基材的第二接合面施予表面静电处理；

(e)将含有该配向物质的第二溶液涂覆至该第二接合面上并使干燥，而形成第二配向层；

(f)沿第二刷毛方向对该第二配向层的远离第一基材的第二配向面进行刷毛；

(C3)对该第二配向层的第二配向面施予表面静电处理；

(g)将含有多数反应型棒状液晶分子的溶液涂覆至该第二配向层的第二配向面上，以配向所述液晶分子，并形成第二光学异方层；

(h)令所述液晶分子硬化，以固定液晶分子的排列。

31.如权利要求30所述的用于配向棒状液晶分子的方法，其特征在于：进一步包含在步骤(h)之后的转贴步骤(T2)，该转贴步骤(T2)是使用等方性粘着剂将该第一光学异方层、第二配向层以及第二光学异方层一起转贴至第二基材上。

32.一种光学组件，该光学组件依序包含：

一第一基材；

一含配向物质的第一配向层，该配向物质具有多数配向分子，且每一配向分子具有多数沿第一轴排列的第一配向部，而每一个第一配向部是呈类凹状且沿第二轴延伸，该第二轴与第一轴相交叉；以及

一第一光学异方性层，其包含多数经硬化的反应型棒状液晶分子，其中所述液晶分子受该第一配向层分子结构的影响，使得所有液晶分子的长轴于该第一基材上的投射轴是实质平行的，且所述投射轴的第一平均方向是实质平行于该第二轴。

33.如权利要求32所述的光学组件，其特征在于：该配向分子是具螺旋结构的分子。

34.如权利要求33所述的光学组件，其特征在于：该配向分子是具螺旋结构的多肽。

35.如权利要求34所述的光学组件，其特征在于：该配向物质包含明胶。

36.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该光学组件是卷状的。

37.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该第一基材为透明的等方性基材。

38.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该第一配向层具有不小于0.01μm的厚度。

39.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该配向物质进一步包含聚乙烯醇。

40.如权利要求39所述的光学组件，其特征在于：聚乙烯醇具有介于100至3000间的聚合度。

41.如权利要求39所述的光学组件，其特征在于：聚乙烯醇具有介于70mol％至100mol％间的皂化度。

42.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该第一配向层是为经硬化的。

43.如权利要求42所述的光学组件，其特征在于：该第一配向层是由醛类硬化而得。

44.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该第一配向层是未经硬化的。

45.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：该光学组件适用于与偏光板贴合，该偏光板具有吸收轴，该第一平均方向与该吸收轴间具有介于0°至90°间的夹角。

46.如权利要求45所述的光学组件，其特征在于：进一步于该第一光学异方层上依序包含一含配向物质的第二配向层，以及第二光学异方层，该第二配向层的配向物质具有多数配向分子，且每一配向分子具有多数沿第三轴排列的第二配向部，而每一第二配向部是呈类凹状并沿第四轴延伸，该第四轴与该第三轴相交叉，该第二光学异方层包含多数经硬化的反应型棒状液晶分子，且所述液晶分子受该第二配向层分子结构的影响，使得第二光学异方层所有液晶分子的长轴于该第一基材上的投射轴是实质平行的，且所述投射轴的第二平均方向是实质平行于该第四轴。

47.如权利要求46所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为15°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为75°。

48.如权利要求46所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为75°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为15°。

49.如权利要求45所述的光学组件，其特征在于：进一步于该第一光学异方层上依序包含等方性粘着层、以及第二光学异方层，该第二光学异方层包含多数经硬化的反应型棒状液晶分子，且该第二光学异方层所有液晶分子的长轴于该第一基材上的投射轴是实质地平行，且具有第二平均方向。

50.如权利要求49所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为15°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为75°。

51.如权利要求49所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为75°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为15°。

52.如权利要求32或35所述的光学组件，其特征在于：进一步包含与该第一基材接合的偏光板，该偏光板具有吸收轴，且该第一基材为等方性基材。

53.如权利要求52所述的光学组件，其特征在于：该第一光学异方层于550nm产生一个为1/4λ的相位差，且该第一平均方向与该吸收轴方向间具有一个实质为45°的夹角。

54.如权利要求53所述的光学组件，其特征在于：该第一基材是由醋酸纤维素所构成。

55.如权利要求54所述的光学组件，其特征在于：该偏光板包含醋酸纤维素层，以及与该第一基材相接的经延伸的含浸碘分子的聚乙烯醇层。

56.一种光学组件，依序包含：

一第二基材；

一第一等方性粘着层；以及

一第一光学异方性层，包含多数经硬化的反应型棒状液晶分子，所述液晶分子的长轴于该第二基材上的投射轴是实质地平行，且具有第一平均方向，

其特征在于：该光学组件适用于与一偏光板贴合，该偏光板具有一吸收轴，该第一平均方向与该吸收轴间具有介于0°至90°间的夹角，

进一步于该第一光学异方层上依序包含一含配向物质的配向层，以及第二光学异方层，该配向物质具有多数配向分子，且每一配向分子具有多数沿第一轴排列的配向部，而每一配向部是呈类凹状且沿第二轴延伸，该第二轴与第一轴相交叉，该第二光学异方层包含多数经硬化的反应型棒状液晶分子，所述液晶分子受该配向层分子结构的影响，使得第二光学异方层所有液晶分子的长轴于该第二基材上的投射轴是实质平行的，且所述投射轴的第二平均方向是实质平行于该第二轴。

57.如权利要求56所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/2λ与1/4λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为15°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为75°。

58.如权利要求56所述的光学组件，其特征在于：该第一与第二光学异方层于550nm分别产生一个为1/4λ与1/2λ的相位差，且该第一平均方向与该偏光板的吸收轴间的夹角实质为75°，且该第二平均方向与该吸收轴间的夹角实质为15°。

59.如权利要求56所述的光学组件，其特征在于：该光学组件是呈卷状的。

60.如权利要求56所述的光学组件，其特征在于：该第二基材是等方性的。

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