體的一種優(yōu)選方法中，將包含可光配向 材料的該原料組合物澆鑄至提供相應(yīng)結(jié)構(gòu)的模具，以及在后面的步驟中將由包含可光配向 材料的該組合物產(chǎn)生的物體從該模具中除去。
[0043] 在本發(fā)明產(chǎn)生具有表面結(jié)構(gòu)的可光配向物體的另一種優(yōu)選方法中，在該物體制備 期間或者之后，使用提供相應(yīng)結(jié)構(gòu)的壓印工具，將該結(jié)構(gòu)壓印進(jìn)入可光配向物體的表面之 內(nèi)。
[0044]產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)的另外方法是利用該原料的光刻以及蝕刻、激光燒蝕、材料的自組 織或者該原料組合物按照需要形式的沉積、例如通過印刷方法、比如墨噴式印刷或者3D印 刷。
[0045] 為了在如上所述的任何光配向物體中產(chǎn)生各向異性，該方法可以包括如下的步 驟:將該可光配向物體暴露至配向光以將該可光配向物體轉(zhuǎn)化為光配向物體。
[0046] 在如上所述方法的優(yōu)選變型中，將從屬材料施用在光配向物體表面上。優(yōu)選，該從 屬材料是液晶聚合物(LCP)材料。該從屬材料可以在有或者沒有溶劑的情況下通過涂布和/ 或印刷而施用以及可以施加在物體全部區(qū)域上或者僅施用在它一部分之上。該從屬材料應(yīng) 該覆蓋物體的至少一部分而無須施用在它的全部區(qū)域上。優(yōu)選，該方法包括在將該從屬材 料施用于該物體之前或之后將它加熱。該方法也可包括通過熱處理或者對光化性光暴露而 在該從屬材料中引發(fā)聚合。取決于該從屬材料的屬性，在諸如氮氣之類的惰性氣氛下、或者 在真空下有助于進(jìn)行聚合。該從屬材料可包含各向同性的或者各向異性的染料和/或熒光 染料。
[0047] 本申請上下文中，〃從屬材料〃指具有一旦與光配向材料接觸就產(chǎn)生各向異性的能 力的任何材料。在該光配向材料中以及在該從屬材料中各向異性的屬性可以相互不同。例 如，從屬材料可以對于可見光顯示光吸收各向異性以及因此可以作為偏光器，而光配向材 料的各向異性可以僅與該分子取向有關(guān)。也可以存在該可光配向材料組成部分，例如，在共 聚物中，其對配向光不敏感，但是由于與感光的組成部分相互作用而產(chǎn)生各向異性性能，其 一旦對配向光暴露就進(jìn)行光反應(yīng)。上述材料顯示可光配向材料的性能以及從屬材料的性 能，但是應(yīng)該包括在可光配向材料的意義之內(nèi)。
[0048] 從屬材料可以包含可聚合和/或不可聚合的化合物。在本申請的上下文之內(nèi)，該術(shù) 語〃可聚合〃以及〃聚合的〃分別包括意思〃可交聯(lián)〃以及〃交聯(lián)的〃。同樣，〃聚合〃包括意思〃交 聯(lián)"。
[0049] 優(yōu)選，該從屬材料是自組織材料。更優(yōu)選在于該從屬材料是液晶材料以及尤其更 優(yōu)選在于該從屬原料是液晶聚合物材料。
[0050] 如在本申請上下文之內(nèi)使用的液晶聚合物(LCP)材料意指液晶材料，其包含液晶 單體和/或液晶低聚物和/或液晶聚合物和/或交聯(lián)的液晶。在該液晶材料包含液晶單體的 情況下，上述單體可以聚合，一般在由于與光配向材料接觸而在該LCP材料中產(chǎn)生各向異性 之后。聚合可以通過熱處理或者通過對光化性光的暴露而引發(fā)，該光化性光優(yōu)選包含紫外 光。LCP材料可以由單一種類液晶化合物組成，但是也可以是各種可聚合化合物和/或不可 聚合化合物的組合物，其中不是所有該化合物必須是液晶化合物。此外，LCP材料可包含添 加劑，例如，光引發(fā)劑或者各向同性或者各向異性的熒光染料和/或非熒光染料。
[0051] 依照本發(fā)明的第二方面，提供可光配向物體。
[0052] 該物體可以具有任何形式;它可以是柔韌性薄片的形式，但也可是堅硬的任何種 類的形狀。該物體可以是器件的一部分，例如作為在各種材料層的堆疊物中的層，其可以相 繼產(chǎn)生。
[0053]各向異性通過使可光配向物體暴露至配向光而在其中產(chǎn)生。在可光配向物體中誘 導(dǎo)的各向異性可進(jìn)一步轉(zhuǎn)移至從屬材料，使其與物體的表面接觸，例如通過印刷、涂布或者 澆鑄方法，其包括，但是不局限于:旋涂、刮涂、刮刀涂布、接觸注入涂、流延涂布、槽孔涂布、 壓光涂布、模壓涂布、浸漬、刷涂、用棒材流延(casting with a bar)、輯涂、流動-涂布、注 射成型、線涂、噴涂、浸涂、旋狀涂布、級聯(lián)涂、簾涂、氣刀刮涂、間隙涂層、旋轉(zhuǎn)篩、逆輥涂布、 凹版涂布、計量桿(Meyer bar)涂布、槽模(擠出）涂布、熱熔性涂布、輥涂、柔版涂布、絲網(wǎng)印 刷機(jī)、凸版印刷如膠版印刷、噴墨印刷，3D-打印，凹雕印刷例如直接凹版印刷或偏置凹版印 屆IJ，石印如膠印、或者刻版印花如絲網(wǎng)印刷。
[0054] 優(yōu)選的應(yīng)用包括用作在LCD中可轉(zhuǎn)換液晶的配向表面以及用于從屬材料，例如用 于制備光學(xué)延遲器或者偏振薄膜，其可以包含取向圖案。
[0055] 在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，該可光配向物體具有地貌表面結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以包 含微型元件或微型元件的陣列。典型的結(jié)構(gòu)是，例如透鏡、比如菲涅耳以及雙面凸透鏡以及 透鏡陣列，包括微透鏡在內(nèi)；棱柱、包括微棱鏡在內(nèi)；格柵以及帶有矩形或者三角形橫截面 的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以循環(huán)的或者非循環(huán)的。如上所述作例證的結(jié)構(gòu)應(yīng)該也包括反相結(jié)構(gòu)剖 面，如果該結(jié)構(gòu)需要復(fù)制進(jìn)入另一材料之內(nèi)，則尤其要應(yīng)用該反相結(jié)構(gòu)剖面。該結(jié)構(gòu)元件的 方位尺寸(azimuthal dimension)可以覆蓋的范圍為100nm直到該物體的尺寸。優(yōu)選，根據(jù) 本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)元件的最小寬度大于500nm，更優(yōu)選大于5μηι以及最優(yōu)選大于50μηι。該結(jié)構(gòu) 深度可以在l〇nm至若干厘米范圍內(nèi)。優(yōu)選，該結(jié)構(gòu)深度大于100nm，更優(yōu)選大于Ιμπι以及最優(yōu) 選大于ΙΟμπι。
[0056] 具有地貌表面結(jié)構(gòu)的可光配向物體可以是類似于如目前工藝技術(shù)水平那樣的光 配向以及可以用于使從屬材料配向，比如在LCD或者LCP材料中的可轉(zhuǎn)換液晶，后者容許至 制備光學(xué)延遲器或者偏光器。由于物體的表面結(jié)構(gòu)將形成進(jìn)入該從屬材料之內(nèi)，在該物體 側(cè)面的從屬材料界限也會是地貌結(jié)構(gòu)化的。因此，該從屬材料光學(xué)性質(zhì)依照該表面結(jié)構(gòu)空 間調(diào)整。這樣復(fù)制的典型結(jié)構(gòu)是，例如透鏡、比如菲涅耳以及雙面凸透鏡以及透鏡陣列，包 括微透鏡在內(nèi)；棱柱、包括微棱鏡在內(nèi)；格柵以及帶有矩形或者三角形橫截面的結(jié)構(gòu)。該結(jié) 構(gòu)可以循環(huán)的或者非循環(huán)的。這能賦于光學(xué)元件新的應(yīng)用，比如用于在自動立體3D顯示中 光學(xué)各向異性透鏡、作為在2D和3D模式之間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分。其它應(yīng)用包括用于LCD的亮 度增強(qiáng)薄膜，用于LCD以及有機(jī)光發(fā)射器件(OLED)的光外部偶合陣列，其用于顯示器或者照 明以及光學(xué)安全元件。
[0057]附圖1顯示器件的實施例，其基于光配向技術(shù)現(xiàn)狀。在此技術(shù)中可光配向材料作為 薄層2沉積在基材1上。一旦將該可光配向材料層暴露至配向光，在此層中產(chǎn)生配向能力。在 將液晶層3涂布在該光配向材料的頂部之上以后，該液晶材料依照配向光定義的方向4均勻 配向。
[0058]在附圖2的實施例中，器件10基于根據(jù)本發(fā)明所述可光配向物體11，其包含表面結(jié) 構(gòu)12。一旦將該可光配向物體暴露至配向光，在該物體結(jié)構(gòu)的表面處產(chǎn)生配向能力。在將液 晶層13涂布在該光配向材料的頂部之上以后，該液晶材料依照配向光所定義的方向14平均 配向。
[0059]依照本發(fā)明第三方面，提供包含光配向物體的器件。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明所述的器件包含從屬材料，其已經(jīng)通過光配向物體配向。在該從屬材 料之中已經(jīng)建立配向之后將該從屬材料從該光配向物體除去。優(yōu)選，該從屬材料是LCP材 料。該器件優(yōu)選對于可見光是透明的，具有高于60%，更優(yōu)選高于80%的光透過率。該從屬 材料可包含各向同性的或者各向異性的染料和/或熒光染料。根據(jù)本發(fā)明所述的優(yōu)選器件 還包含金屬的或者非金屬的反射器。該器件優(yōu)選包含一個或多個層用于保護(hù)該器件免受機(jī) 械或電磁影響。
[0061] 在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，該從屬材料具有至少一個地貌結(jié)構(gòu)化的表面以 及與該光配向物體接觸或接觸過。典型的地貌表面結(jié)構(gòu)是，例如透鏡、比如菲涅耳以及雙面 凸透鏡以及透鏡陣列，包括微透鏡在內(nèi)；棱柱、包括微棱鏡在內(nèi)；格柵以及帶有矩形或者三 角形橫截面的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以循環(huán)的或者非循環(huán)的。優(yōu)選，該地貌的結(jié)構(gòu)支持光聚焦。
[0062] 舉例來說，附圖6舉例說明制備光學(xué)各向異性的雙面凸透鏡的方法。附圖6a顯示模 具50,其提供雙面凸透鏡所要求的表面輪廓51。原則上任何材料，比如金屬或者聚合物可以 用于該模具。包含可光配向材料的原料組合物52通過合適的方法，比如澆鑄（附圖6b)沉積 在該模具中。取決于該原料組合物52的種類，加熱和/或紫外線-固化步驟可以施加以使它 固化。隨后，所得到的可光配向物體53可以從該模具去除。如附圖6c所示，所得到的可光配 向物體53具有表面輪廓54,其是相對雙面凸透鏡陣列表面輪廓的反相，這是因為該模具的 表面結(jié)構(gòu)已經(jīng)復(fù)制進(jìn)入物體53之內(nèi)。然后將可光配向物體53暴露于配向光以使它轉(zhuǎn)化成為 光配向物體，配向方向通過箭頭55表示。隨后，將LCP材料沉積在該光配向物體53上，使它填 滿該表面結(jié)構(gòu)54,如附圖6d所示。取決于LCP材料性質(zhì)，可能需要熱處理和/或紫外線固化以 使該液晶分子配向以及使LCP固化。所得到的LCP層具雙面凸透鏡陣列56的形式。液晶分子 的取向方向57平行于在光配向物體53中產(chǎn)生的配向方向55。物體53的光學(xué)性質(zhì)以及LCP材 料的光學(xué)性質(zhì)可以選擇使得雙面凸透鏡56以及物體53-起形成光學(xué)裝置58。因為該液晶分 子是單軸配向的，該LCP層是雙折射的。該LCP沿該配向方向的折射指數(shù)對應(yīng)于非常折射指 數(shù)(extraordinary refractive index)ne，而垂直于該配向方向的該折射指數(shù)對應(yīng)于普通 折射指數(shù)(ordinary refractive index)n。。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，選擇物體53折射 指數(shù)以大約與兩種折射指數(shù)和η。之一相同。如果，例如，物體的折射指數(shù)與LCP層的普通折 射指數(shù)η。相等，以及因此與非常折射率ne不同，則器件58就偏振光而言的光學(xué)性質(zhì)取決于光 的偏振方向。對于偏振方向與該取向方向57平行的偏振光，在物體5 5以及該LCP材料之間邊 界處存在折射指數(shù)梯級。因此，器件58與幾何形狀以及相關(guān)的折射指數(shù)一致類似于雙面凸 透鏡陣列操作。然而，對于偏振方向垂直于該取向方向57的偏振光，在物體55以及該LCP材 料之間邊界不存在折射指數(shù)差以及光不會折射。因此，取決于光偏振方向，該透鏡陣列起作 用或者不起作用。與額外的光學(xué)元件結(jié)合，其可以使光偏振面旋轉(zhuǎn)90°，比如液晶盒，該透鏡 陣列器件58可以在起作用的與不起作用之間轉(zhuǎn)換。
[0063]在優(yōu)選實施方案中，該器件包含光學(xué)各向異性的透鏡。
[0064]舉例來說，根據(jù)本發(fā)明所述的器件可以用于自動立體3D顯示器、作為在2D以及3D 模式之間轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分。其它的應(yīng)用包括LCD用增亮薄膜、LCD以及有機(jī)發(fā)光器件 (0LED)用光外親合陣列（1 ight out-coupling arrays)、如顯示器或者0LED照明應(yīng)用。根據(jù) 本發(fā)明所述的其它器件可以用作LCD背光單元的一部分。優(yōu)選，根據(jù)本發(fā)明所述的器件用于 光學(xué)安全元件。
[0065] 依照本發(fā)明第四方面，提供制備可光配向物體的組合物。
[0066] 包含可光配向材料的該原料組合物可以包含多于一種類型