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光调制装置

文献发布时间:2023-06-19 19:28:50


光调制装置

技术领域

本申请要求基于于2020年7月28日提交的韩国专利申请第10-2020-0093729号的优先权,其公开内容通过引用整体并入本文。

本申请涉及光调制装置。

背景技术

其中包含液晶化合物等的光调制层定位在两个基底之间的光调制装置被用于各种各样的应用。

为了使光调制装置表现出适用于预期用途的性能,根据目的控制基底之间的液晶化合物的取向状态是重要的。在光调制层为液晶层的情况下,为了控制液晶化合物的取向(特别是初始取向),应用有液晶化合物的装置在两个彼此面对的基底表面上形成配向膜。

已知通过用封装剂等封装光调制装置来配置光学装置的技术,并且在封装过程中向光学装置施加压力(例如,专利文献1)。

因此,大多数情况下,在封装过程中向光调制装置施加压力。因此,存在这样的问题:光调制装置的光学特性由于施加的压力而改变为与设计的特性不同,或者彼此相对设置的基底的位置由于压力而偏移,从而还产生光学缺陷。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国特许专利公开第2018-0119517号

发明内容

技术问题

本申请提供了光调制装置、光学装置或其制造方法。本申请旨在提供即使在其中施加压力的封装过程例如高压釜过程之后也可以稳定地保持设计的光学特性的光调制装置、光学装置或其制造方法。本申请还旨在提供在有效地确保上基底与下基底之间的粘合力的同时还可以稳定地保持光调制层的取向状态的光调制装置、包括其的光学装置或其制造方法。

技术方案

在本说明书中,限定角度和角度数值的术语“垂直、平行、正交或水平”意指在不损害期望效果的范围内的“基本上垂直、平行、正交或水平”以及基本角度数值。垂直、平行、正交或水平和数值范围包括误差例如制造误差或偏差(变化)。例如,上述情况可以各自包括约±10度以内的误差、约±9度以内的误差、约±8度以内的误差、约±7度以内的误差、约±6度以内的误差、约±5度以内的误差、约±4度以内的误差、约±3度以内的误差、约±2度以内的误差、约±1度以内的误差、约±0.8度以内的误差、约±0.6度以内的误差或者约±0.4度以内的误差。

在本说明书中提及的物理特性中,当测量温度影响相关物理特性时,除非另有说明,否则物理特性为在室温下测量的物理特性。术语室温为在没有特别加热或冷却的状态下的温度,其可以意指在约10℃至30℃的范围内的一个温度,例如,约15℃或更高、18℃或更高、20℃或更高或者约23℃或更高且约27℃或更低的温度。除非另有说明,否则本文提及的温度的单位为℃。

除非另有说明,否则本说明书中提及的相位差、折射率和折射率各向异性意指对于波长为约550nm的光的相位差、折射率和折射率各向异性。

除非另有说明,否则本文中提及的由任意两个方向形成的角度可以为由该两个方向形成的锐角至钝角中的锐角,或者可以为在顺时针和逆时针方向上测量的角度中的小角度。因此,除非另有说明,否则本文中提及的角度为正的。然而,如有必要,为了显示在顺时针方向或逆时针方向上测量的角度之间的测量方向,在顺时针方向上测量的角度可以表示为正数,以及在逆时针方向上测量的角度可以表示为负数。

本申请涉及光调制装置。术语光调制装置可以意指能够在至少两种或更多种不同的光状态之间切换的装置。在此,不同的光状态可以意指至少透射率、反射率、颜色和/或雾度不同的状态。

光调制装置可以实现的状态的实例包括透明模式状态、黑色模式状态、高反射模式状态、低反射模式状态和/或指示特定颜色的颜色模式状态等,但不限于此。

在一个实例中,光调制装置可以为能够在至少透明模式状态与黑色模式状态之间切换的装置。

光调制装置在透明模式下的透射率可以为至少10%或更大、15%或更大、20%或更大、25%或更大、30%或更大、35%或更大、40%或更大、45%或更大、50%或更大、55%或更大、60%或更大、65%或更大、70%或更大、75%或更大、或者80%或更大。在另一个实例中,透明模式下的透射率还可以为约100%或更小、95%或更小、90%或更小、或者85%或更小左右。然而,上限没有特别限制,因为透明模式下的透射率越高越有利。

光调制装置在黑色模式状态下的透射率可以为60%或更小、55%或更小、50%或更小、45%或更小、40%或更小、35%或更小、30%或更小、25%或更小、20%或更小、15%或更小、10%或更小、或者5%或更小。在另一个实例中,黑色模式下的透射率还可以为约0%或更大、5%或更大、10%或更大、15%或更大、20%或更大、或者25%或更大左右。然而,黑色模式状态下的透射率的下限没有特别限制,因为黑色模式下的透射率越低越有利。

透射率可以为例如线性光透射率。线性光透射率为在与入射方向相同的方向上透射的光与入射在装置上的光的比率的百分比。例如,如果装置呈膜或片的形式,则在与膜或片表面的法线方向平行的方向上入射的光中,在与法线方向平行的方向上透过装置的光的百分比可以被定义为透射率。

透射率可以各自为对可见光区域中的任一波长例如在约400nm至700nm或约380nm至780nm范围内的任一波长的透射率、或者对整个可见光区域的透射率、对整个可见光区域的透射率中的最大或最小透射率、或者可见光区域中的透射率的平均值。

在一个实例中,本申请的光调制装置可以被设计为在选自透明模式状态和黑色模式状态的任一种状态与另一种状态之间切换。如果需要,还可以实现除以上状态之外的其他第三种不同的状态或更多状态。

光调制装置的切换可以根据是否施加外部信号例如电压信号来控制。例如,在未施加外部信号例如电压的状态下,光调制装置可以保持上述状态中的任一种,然后在施加电压时可以切换至另一状态。通过改变施加的电压的强度、频率和/或形状,可以改变模式的状态或者还可以实现第三种不同的模式状态。

本申请的光调制装置可以包括作为基础单元的具有彼此相对设置的两个基底和定位在基底之间的光调制层的光调制膜层。图1为示出光调制膜层的一个实例的图。如图中所示,光调制膜层包括相对设置的第一基底100和第二基底200。第一基底和第二基底可以具有第一表面和第二表面。在此,第一表面可以为基底的一个主表面,第二表面可以意指与第一表面相对的主表面。

如图中所示,在第一基底100的一个表面(例如,第一表面)上可以形成有功能层,以及在第二基底200的一个表面(例如,第一表面)上可以形成有液晶配向膜2001。在此,功能层也可以为液晶配向膜,在另外的实例中,其可以为下面将描述的粘合剂层或压敏粘合剂层。光调制层600定位在相对设置的第一基底100与第二基底200之间。当光调制层为液晶层时,通常在第一基底100和第二基底200的两个表面上形成液晶配向膜,但是在第一基底100上形成压敏粘合剂层或粘合剂层代替液晶配向膜,并且仅在第二基底200上形成液晶配向膜,由此也可以获得在特定应用(例如智能窗或眼部佩戴物)中非常有用的液晶化合物的取向状态。在这种情况下,可以不在第一基底上形成液晶配向膜。此外,虽然未在图中示出,但在光调制膜层的第一基底和第二基底中的任一者中,存在用于保持第一基底与第二基底之间的间隔(单元间隙)的间隔物,但是当第一基底100上的功能层为压敏粘合剂层或粘合剂层1001时,将压敏粘合剂层或粘合剂层1001附接至间隔物,从而能够大大提高第一基底与第二基底之间的层合力。

作为基底,可以使用已知的基底材料而没有特别限制。例如,可以使用无机基底(例如玻璃基底、晶体硅或非晶硅基底、或石英基底)或者塑料基底作为基底。作为塑料基底,可以使用TAC(三乙酰纤维素)基底;COP(环烯烃共聚物)基底,例如降冰片烯衍生物基底;PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))基底;PC(聚碳酸酯)基底;PE(聚乙烯)基底;PP(聚丙烯)基底;PVA(聚乙烯醇)基底;DAC(二乙酰纤维素)基底;Pac(聚丙烯酸酯)基底;PES(聚醚砜)基底;PEEK(聚醚醚酮)基底;PPS(聚苯砜)、PEI(聚醚酰亚胺)基底;PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)基底;聚酯基底例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底;PI(聚酰亚胺)基底;PSF(聚砜)基底;PAR(聚芳酯)基底或包含无定形氟树脂的基底等,但不限于此。这样的基底的厚度没有特别限制,厚度可以在适当的范围内选择。

在一个实例中,作为基底,也可以应用光学各向异性膜。具有这样的光学各向异性的膜在机械特性方面通常也为各向异性的,并且通过利用这样的各向异性,可以提供具有优异的耐久性等的光调制装置。

在一个实例中,各向异性膜的面内相位差可以为约500nm或更大。面内相位差为对于波长为550nm的光的值并且是由以下等式A限定的物理量。在另一个实例中,延迟膜的面内相位差可以为600nm或更大、700nm或更大、800nm或更大、900nm或更大、1000nm或更大、1100nm或更大、1200nm或更大、1300nm或更大、1400nm或更大、1500nm或更大、2000nm或更大、2500nm或更大、3000nm或更大、3500nm或更大、4000nm或更大、4500nm或更大、5000nm或更大、5500nm或更大、6000nm或更大、6500nm或更大、7000nm或更大、7500nm或更大、8000nm或更大、8500nm或更大、9000nm或更大、或者9500nm或更大,或者也可以为100000nm或更小、90000nm或更小、80000nm或更小、70000nm或更小、60000nm或更小、50000nm或更小、40000nm或更小、30000nm或更小、20000nm或更小、15000nm或更小、14000nm或更小、13000nm或更小、12000nm或更小、10000nm或更小、9500nm或更小、9000nm或更小、8500nm或更小、8000nm或更小、7500nm或更小、7000nm或更小、6500nm或更小、6000nm或更小、5500nm或更小、5000nm或更小、或者4500nm或更小左右。

在本申请中,适用于基底的膜的具体种类没有特别限制,只要其表现出上述范围内的面内相位差即可。例如,可以应用通过拉伸赋予光学各向异性的各向异性聚合物膜。聚合物膜可以由以下例示:例如,聚烯烃膜,例如聚乙烯膜或聚丙烯膜;环烯烃聚合物(COP)膜,例如聚降冰片烯膜;聚氯乙烯膜;聚丙烯腈膜;聚砜膜;聚丙烯酸酯膜;PVA(聚(乙烯醇))膜或基于纤维素酯的聚合物膜,例如TAC(三乙酰纤维素)膜;聚酯膜或聚碳酸酯膜;或者形成聚合物的单体中的两种或更多种单体的共聚物膜;等等。

在一个实例中,作为膜,可以应用聚酯膜例如PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜。即,表现出上述范围内的面内相位差的膜在行业中是已知的,并且在聚合物膜的情况下,这样的膜在制造过程中通过拉伸等甚至在机械特性方面也表现出不对称性以及表现出大的光学各向异性。行业中已知的这样的延迟膜的代表性实例为拉伸聚酯膜,例如拉伸PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜。

因此,在一个实例中,可以应用聚酯膜例如PET膜作为膜,但是适用作为本申请中的基底的膜的类型不限于此。

此外,面内相位差为根据以下等式2的物理量。

[等式2]

Rin=d×(nx-ny)

在等式2中,Rin为面内相位差,nx为膜在慢轴方向上的折射率,ny为膜在快轴方向上的折射率,d为膜的厚度。在此,慢轴和快轴的含义是行业中已知的。

此外,当将各向异性膜同时应用于第一基底和第二基底时,可以将基底设置为使得它们的慢轴彼此平行或垂直。

存在于基底之间的光调制层为能够根据是否施加外部信号而单独或与其他组件结合改变透光率、反射率、雾度和/或颜色等的功能层。在本文中这样的光调制层可以称为有源光调制层。

在本说明书中,外部信号可以意指外部因素,例如电信号如电压等,其可以影响光调制层(例如,液晶层)中包含的光调制材料(例如液晶化合物)的行为。因此,没有任何外部信号的状态可以意指没有从外部施加电信号的状态。

在本申请中,光调制层的类型没有特别限制,只要其具有上述功能即可,并且可以应用已知的光调制层。光调制层可以为例如液晶层、电致变色材料层、光致变色材料层、电泳材料层、或分散颗粒取向层。

在一个实例中,可以应用液晶层作为光调制层。液晶层为包含液晶化合物的层。在本说明书中,术语液晶层的范围包括所有包含液晶化合物的层,例如,如下所述,包含液晶化合物(液晶主体)和二色性染料的所谓的宾主层,或者包含其他添加剂例如手性掺杂剂以及液晶化合物的层也是本说明书中限定的一种液晶层。液晶层可以为光调制膜层,并因此液晶化合物可以存在于液晶层中使得取向方向根据是否施加外部信号而改变。作为液晶化合物,可以使用任何种类的液晶化合物,只要取向方向可以通过施加外部信号而改变即可。例如,可以使用近晶型液晶化合物、向列型液晶化合物或胆甾型液晶化合物作为液晶化合物。此外,液晶化合物可以为例如不具有可聚合基团或可交联基团使得取向方向可以通过施加外部信号而改变的化合物。

液晶层可以包含介电常数各向异性为正或负的液晶化合物。可以考虑本申请的目的来适当地选择液晶的介电常数各向异性的绝对值。术语“介电常数各向异性(Δε)”可以意指液晶的水平介电常数(ε//)与垂直介电常数(ε⊥)之差(ε//-ε⊥)。在本说明书中,术语水平介电常数(ε//)意指在施加电压使得液晶的指向矢与所施加的电压的电场的方向基本上水平的状态下沿电场方向测量的介电常数值,以及垂直介电常数(ε⊥)意指在施加电压使得液晶的指向矢和所施加的电压的电场的方向基本上垂直的状态下沿电场方向测量的介电常数值。

液晶层的驱动模式可以由例如DS(动态散射)模式、ECB(可电控双折射)模式、IPS(面内切换)模式、FFS(边缘场切换)模式、OCB(光学补偿弯曲)模式、VA(垂直配向)模式、MVA(多域垂直配向)模式、PVA(图案化垂直配向)模式、HAN(混合排列向列)模式、TN(扭曲向列)模式、STN(超扭曲向列)模式、或者R-TN(反向扭曲向列)模式等例示。

本申请的液晶层可以设计(形成)为能够实现以上模式中的至少扭曲取向。扭曲取向意指液晶层中的液晶化合物基于假想螺旋轴以扭曲形式取向的状态,并且该扭曲取向可以在其中液晶层的液晶化合物水平取向、垂直取向、倾斜取向或喷射取向的状态下实现。此外,扭曲取向可以在液晶层的初始状态下实现,或者也可以在施加外部信号的状态下实现。在此,初始状态意指未向液晶层施加能够控制液晶化合物的取向的外部信号的状态。

在一个实例中,液晶层可以为光调制层,其初始状态为垂直取向状态,并且在施加外部信号(例如电信号如电压)时实现扭曲取向。

为液晶层的光调制层主要包含液晶化合物,如果需要,为液晶层的光调制层还可以包含另外的组分。

例如,为光调制层的液晶层还可以包含所谓的手性掺杂剂以及液晶化合物。这样的手性掺杂剂可以引起液晶化合物中螺旋结构的取向,即扭曲取向。

可以没有特别限制地使用可以包含在光调制层中的手性掺杂剂,只要其可以引起期望的旋转(扭曲)而不使液晶性例如向列规则性劣化即可。用于引起液晶分子的旋转的手性掺杂剂需要在分子结构中至少包括手性。手性掺杂剂可以由例如具有一个或两个或更多个不对称碳的化合物、在杂原子上具有不对称点的化合物(例如手性胺或手性亚砜)或者具有轴向不对称且光学活性位点的化合物(例如累积多烯或联萘酚)例示。手性掺杂剂可以为例如分子量为1,500或更小的低分子量化合物。作为手性掺杂剂,可以应用可商购的手性向列型液晶,例如,可从Merck Co.,Ltd.商购的手性掺杂剂液晶S811或者BASF的LC756。

对于手性掺杂剂的比率也没有特别限制,但可以添加其使得光调制层的厚度(d,单元间隙)与液晶化合物的通过添加手性掺杂剂产生的螺旋结构的节距(扭曲取向的节距)(p)的比率(d/p)可以满足下面将描述的K值。

应用了手性掺杂剂的所谓扭曲取向的光调制层(液晶层)的节距(p)可以通过使用楔形单元的测量方法来测量,并且该节距(p)可以通过D.Podolskyy等的Simple methodfor accurate measurement of the cholesteric pitch using a“stripe-wedgeGrandjean-Cano cell(Liquid Crystals,第35卷,第7期,2008年7月8日,789-791)中描述的方法来测量。此外,手性掺杂剂的含量(重量%)通过等式100/(HTP(helical twistingpower,螺旋扭曲力)×节距(nm))来计算,手性掺杂剂的含量可以考虑期望的节距(p)以适当的比率选择。

在一个实例中,光调制层可以设计(形成)为使得以下等式1的K值在0.15至0.4的范围内。

[等式1]

K=Δn×p/t

在等式1中,Δn为液晶层的折射率各向异性,p为扭曲取向的节距,以及t为液晶层的厚度。

液晶层的厚度(其为以上等式1中的t)是行业中被称为所谓的单元间隙的厚度。在等式1中,折射率各向异性没有单位,并且液晶层的节距(p)和厚度(t)的单位相同,因此K值的单位不存在。

可以以实施例中描述的方式测量与等式1相关的折射率各向异性。

通过使等式1的K值在0.15至0.4的范围内,可以提供即使在其中施加压力的封装过程(例如高压釜过程)之后也能够稳定地保持设计的光学特性的光调制装置。

设计光调制层使得K值落入以上范围内的方法没有特别限制,例如,考虑到液晶层的折射率各向异性(Δn)和厚度(t,单元间隙),可以应用调节手性掺杂剂的比率的方法使得出现节距(p),这可以表现出期望的K值。

在另一个实例中,K值可以为0.16或更大、0.17或更大、0.18或更大、0.19或更大、0.2或更大、或者大于0.2,或者可以为0.39或更小、0.38或更小、0.37或更小、0.36或更小、0.35或更小、0.34或更小、0.33或更小、0.32或更小、0.31或更小、0.3或更小、或者小于0.3。

等式1中液晶层的折射率各向异性(Δn)、液晶层的节距(p)和厚度(t)的范围可以选自可以表现出所述K值的范围。

例如,液晶层的折射率各向异性(Δn)可以在0.01至0.5的范围内。在另一个实例中,折射率各向异性可以为0.02或更大、0.03或更大、0.04或更大、0.05或更大、0.06或更大、0.07或更大、0.08或更大、或者0.085或更大,或者可以为0.45或更小、0.4或更小、0.35或更小、0.3或更小、0.25或更小、0.2或更小、0.15或更小、或者0.1或更小左右。

此外,扭曲取向的节距(p)可以在1μm至100μm的范围内。在另一个实例中,该节距比率可以为2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、6μm或更大、7μm或更大、8μm或更大、9μm或更大、或者9.5μm或更大,或者也可以为95μm或更小、90μm或更小、85μm或更小、80μm或更小、75μm或更小、70μm或更小、65μm或更小、60μm或更小、55μm或更小、50μm或更小、45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、或者25μm或更小左右。

此外,液晶层的厚度(t,单元间隙)可以在0.5μm至50μm的范围内。在另一个实例中,厚度(t,单元间隙)可以为1μm或更大、1.5μm或更大、2μm或更大、2.5μm或更大、3μm或更大、或者3.5μm或更大,或者也可以为48μm或更小、46μm或更小、44μm或更小、42μm或更小、30μm或更小、38μm或更小、36μm或更小、34μm或更小、32μm或更小、30μm或更小、28μm或更小、26μm或更小、24μm或更小、22μm或更小、20μm或更小、18μm或更小、16μm或更小、14μm或更小、12μm或更小、或者10μm或更小左右。

此外,光调制层(液晶层)的厚度(t,单元)与扭曲取向的节距(p)的比率(t/p)可以小于1。在另一个实例中,比率(t/p)可以为0.95或更小、0.9或更小、0.85或更小、0.8或更小、0.75或更小、0.7或更小、0.65或更小、0.6或更小、0.55或更小、0.5或更小、0.45或更小、0.4或更小、或者0.35或更小,或者也可以为0.1或更大、0.15或更大、0.2或更大、0.25或更大、0.3或更大、0.35或更大、或者0.4或更大左右。

通过这样的设计,可以提供更有效地实现了本申请的目的的光调制装置。

在光调制层(液晶层)中,也可以包含其他必要的另外组分(例如二色性染料等)。

对于可以在第一基底和/或第二基底的第一表面上形成的液晶配向膜的种类没有特别限制。作为配向膜,考虑到期望的初始取向,可以应用已知的垂直或水平配向膜或其他配向膜。至于配向膜的类型,可以应用接触配向膜(例如摩擦配向膜)或者非接触配向膜(例如光配向膜)。在一个实例中,垂直配向膜可以用作配向膜。例如,垂直配向膜和下面将描述的压敏粘合剂层或粘合剂层的结合可以引起适用于各种应用的液晶化合物的取向状态。

在光调制膜层中的第一基底的第一表面上形成粘合剂层或压敏粘合剂层的情况下,粘合剂层或压敏粘合剂层的类型没有特别限制。例如,在行业中被称为所谓的OCA(光学透明粘合剂)或OCR(光学透明树脂)的各种类型的压敏粘合剂或粘合剂可以与液晶配向膜结合而引起液晶化合物的合适取向。作为压敏粘合剂或粘合剂,例如,可以应用丙烯酸类、基于有机硅的、基于环氧的、或基于氨基甲酸酯的压敏粘合剂或粘合剂。

作为合适的压敏粘合剂或粘合剂,可以例示基于有机硅的压敏粘合剂或粘合剂。基于有机硅的压敏粘合剂或粘合剂的特定表面特性可以与液晶配向膜(尤其是垂直配向膜)结合而引起适用于目的的液晶化合物的取向状态。

作为基于有机硅的压敏粘合剂或粘合剂,可以使用可固化的有机硅粘合剂或压敏粘合剂组合物(下文中,可以简称为可固化的有机硅组合物)的固化产物。可固化的有机硅组合物的类型没有特别限制,例如可以使用可热固化的有机硅组合物或可紫外线固化的有机硅组合物。

在一个实例中,可固化的有机硅组合物为可加成固化的有机硅组合物,其可以包括(1)分子中含有两个或更多个烯基的有机聚硅氧烷和(2)分子中包含两个或更多个与硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷。这样的有机硅化合物可以例如在催化剂例如铂催化剂的存在下通过加成反应形成固化产物。

(1)有机聚硅氧烷,作为构成有机硅固化产物的主要组分,在一个分子中包含至少两个烯基。此时,烯基的具体实例包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基等,并且通常应用前述中的乙烯基,但不限于此。在(1)有机聚硅氧烷中,如上所述的烯基的键合位置没有特别限制。例如,烯基可以键合至分子链的末端和/或键合至分子链的侧链。此外,在(1)有机聚硅氧烷中,除上述烯基外还可以被包括的取代基的类型可以包括烷基,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基;芳基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基;芳烷基,例如苄基或苯乙基;卤素取代的烷基,例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基;等等,并且通常应用前述中的甲基或苯基,但不限于此。

(1)有机聚硅氧烷的分子结构没有特别限制,其也可以具有任何形状,例如线性、支化、环状、网状或具有部分支化的线性。在这样的分子结构中,通常应用具有线性分子结构的分子结构,但不限于此。

(1)有机聚硅氧烷的更具体的实例可以包括:在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物、在分子链的两端处用二甲基乙烯基硅氧烷基团封端的二甲基聚硅氧烷、在分子链的两端处用二甲基乙烯基硅氧烷基团封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、在分子链的两端处用二甲基乙烯基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在分子链的两端处用二甲基乙烯基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物、包含由R

在可加成固化的有机硅组合物中,(2)有机聚硅氧烷可以用于使(1)有机聚硅氧烷交联。在(2)有机聚硅氧烷中,氢原子的键合位置没有特别限制,其可以例如键合至分子链的末端和/或侧链。此外,在(2)有机聚硅氧烷中,除了与硅键合的氢原子之外还可以被包含的取代基的种类没有特别限制,取代基可以包括例如如在(1)有机聚硅氧烷中提到的烷基、芳基、芳烷基或卤素取代的烷基等,其中,通常应用甲基或苯基,但不限于此。

(2)有机聚硅氧烷的分子结构没有特别限制,并且也可以具有任何形状,例如线性、支化、环状、网状、或具有部分支化的线性。在这样的分子结构中,通常应用具有线性分子结构的分子结构,但不限于此。

(2)有机聚硅氧烷的更具体的实例可以包括:在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的甲基氢聚硅氧烷,在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基氢共聚物,在分子链的两端处用三甲基硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物,在分子链的两端处用二甲基氢硅氧烷基团封端的二甲基聚硅氧烷,在分子链的两端处用二甲基氢硅氧烷基团封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物,在分子链的两端处用二甲基氢硅氧烷基团封端的甲基苯基聚硅氧烷,包含由R

(2)有机聚硅氧烷的含量没有特别限制,只要其被包含至可以进行适当固化的程度即可。例如,(2)有机聚硅氧烷可以以每如上所述的(1)有机聚硅氧烷中包含的1个烯基,0.5至10个与硅键合的氢原子的量包含在内。在这样的范围内,可以充分进行固化并且可以确保耐热性。

可加成固化的有机硅组合物还可以包含铂或铂化合物作为用于固化的催化剂。该铂或铂化合物的具体类型没有特别限制。催化剂的比率也可以被调节至可以进行适当固化的水平。

此外,可加成固化的有机硅组合物还可以以适当的比率包含从改善储存稳定性、处理特性和可加工性的观点来看所需的适当添加剂。

在另一个实例中,作为可缩合固化的有机硅组合物的有机硅组合物可以包含例如(a)含烷氧基的硅氧烷聚合物;和(b)含羟基的硅氧烷聚合物。

(a)硅氧烷聚合物可以为例如由下式1表示的化合物。

[式1]

R

在式1中,R

在式1的限定中,一价烃可以为例如具有1至8个碳原子的烷基、苯基、苄基或甲苯基等,其中具有1至8个碳原子的烷基可以为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基等。此外,在式1的限定中,一价烃基可以经已知的取代基例如卤素、氨基、巯基、异氰酸酯基、缩水甘油基、缩水甘油氧基或脲基取代。

在式1的限定中,R

在式1的聚合物中,可以使用支化或三级交联的硅氧烷聚合物。此外,在该(a)硅氧烷聚合物中,羟基可以在不损害目的的范围内,具体地在不抑制脱醇反应的范围内残留。

(a)硅氧烷聚合物可以例如通过使多官能烷氧基硅烷或多官能氯硅烷等水解和缩合来生产。本领域的普通技术人员可以根据期望的(a)硅氧烷聚合物容易地选择合适的多官能烷氧基硅烷或氯硅烷,并且还可以容易地控制使用其的水解和缩合反应的条件。同时,在(a)硅氧烷聚合物的生产中,也可以根据目的组合使用合适的单官能烷氧基硅烷。

作为(a)硅氧烷聚合物,例如,可以使用可商购的有机硅氧烷聚合物例如Shin-Etsu Silicone的X40-9220或X40-9225,或者GE Toray Silicone的XR31-B1410、XR31-B0270或XR31-B2733。

作为可缩合固化的有机硅组合物中包含的(b)含羟基的硅氧烷聚合物,例如可以使用由下式2表示的化合物。

[式2]

在式2中,R

在式2的限定中,一价烃基的具体类型可以包括例如与上式1的情况相同的烃基。

(b)硅氧烷聚合物可以例如通过使二烷氧基硅烷和/或二氯硅烷等水解和缩合来生产。本领域的普通技术人员可以根据期望的(b)硅氧烷聚合物容易地选择合适的二烷氧基硅烷或二氯硅烷,并且还可以容易地控制使用其的水解和缩合反应的条件。作为如上的(b)硅氧烷聚合物,可以使用可商购的双官能有机硅氧烷聚合物,例如GE Toray Silicone的XC96-723、YF-3800或YF-3804等。

上述加成固化或缩合固化的有机硅组合物是用于形成本申请中应用的有机硅压敏粘合剂或粘合剂的材料的实例。即,基本上,行业中被称为OCA或OCR等的所有有机硅压敏粘合剂或粘合剂均可以应用于本申请中。

压敏粘合剂或粘合剂或形成其的可固化组合物的类型没有特别限制,其可以根据预期用途适当地选择。例如,可以使用固体、半固体或液体压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物。固体或半固体压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物可以在粘合对象被粘结之前固化。液体压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物被称为所谓的光学透明树脂(OCR),其可以在粘合对象被粘结之后固化。根据一个实例,作为压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物,可以使用所谓的基于聚二甲基硅氧烷的压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物、或者基于聚甲基乙烯基硅氧烷的压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物、或者基于烷氧基有机硅的压敏粘合剂或粘合剂或可固化组合物,但不限于此。

压敏粘合剂层或粘合剂层的厚度没有特别限制,其可以在适当的范围内选择以确保期望的粘合性或内聚力。厚度可以在约1μm至50μm的范围内。在另一个实例中,厚度可以为2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、6μm或更大、7μm或更大、8μm或更大、9μm或更大、或者10μm或更大,或者也可以为45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、15μm或更小、或者10μm或更小左右。

当在第一基底的第一表面上形成这样的压敏粘合剂层或粘合剂层时,可以不在第一基底上形成液晶配向膜。

由液晶配向膜和/或压敏粘合剂层或粘合剂层以及为光调制层的液晶层中的液晶配向膜形成的液晶化合物的初始取向可以为垂直取向、水平取向、倾斜取向或喷射取向。此外,在垂直取向、水平取向、倾斜取向或喷射取向状态下,液晶化合物可以扭曲或可以不扭曲以便以扭曲取向或胆甾取向存在。初始取向意指在不向包含液晶化合物的光调制层施加外部信号的状态下的取向。

水平取向、倾斜取向、垂直取向或喷射取向的含义在本领域中是已知的。当光调制层的液晶化合物在初始状态下保持水平取向、倾斜取向、垂直取向或喷射取向状态时,其可以根据外部信号改变为其他取向状态。

在一个实例中,光调制层中的液晶化合物的初始取向可以为垂直取向或类似于垂直取向的取向状态,并且可以在施加外部信号时实现扭曲取向。这样的取向状态是通过应用垂直配向膜作为液晶配向膜获得的。这种取向在实现所谓的R-TN(反向扭曲向列)取向的元件中是有用的。

垂直取向或类似于垂直取向的取向状态下的光调制层的面内相位差(基于550nm的波长)可以为例如约30nm或更小、25nm或更小、20nm或更小、15nm或更小、10nm或更小、或者5nm或更小,或者可以为0nm或更大、或者大于0nm。

面内相位差根据以上等式2获得,在这种情况下,等式2中的nx、ny和d分别为光调制层的慢轴方向折射率、快轴方向折射率和厚度。

光调制膜层还可以包括用于保持第一基底与第二基底之间的距离的间隔物。作为间隔物,可以应用作为通常应用的间隔物的球形间隔物、柱形间隔物或分隔壁间隔物,或者上述中的两者或更多者的组合。在一个合适的实例中,可以使用分隔壁间隔物作为间隔物,特别地,可以应用其中分隔壁形成至少一个闭合图形的分隔壁间隔物。作为由分隔壁间隔物形成的闭合图形,可以例示六边形(例如,正六边形等)或四边形(例如,正方形或矩形)。其闭合图形为六边形特别是正六边形的分隔壁间隔物也称为所谓的蜂窝状类型间隔物。当从基底的法线方向观察形成在基底上的分隔间隔物的形状时,如公知的,这样的蜂窝状或四边形分隔间隔物意指由分隔间隔物形成的图形为蜂窝状类型或四边形类型的情况。蜂窝状类型通常为正六边形的组合,在四边形类型的情况下,可以存在正方形、矩形、或者正方形和矩形的组合,等等。考虑到第一基底与第二基底之间的粘合性,可以使用分隔壁间隔物作为间隔物,但不限于此。

还可以考虑期望的粘合性或单元间隙保持效率等来适当地选择间隔物的间距。例如,当应用分隔间隔物时,分隔间隔物的间距可以在50μm至2,000μm的范围内。例如,如果分隔间隔物为蜂窝状类型,则间距是通过形成蜂窝的六边形中相对边的间隔获得的,在四边形的情况下,间距是通过四边形的边的长度获得的。在形成蜂窝的六边形中彼此面对的边的间隔或四边形的边的长度不恒定的情况下,可以将它们的平均值定义为间距。

当分隔壁间隔物构成闭合图形时,例如,闭合图形的面积(即,例如六边形或四边形的面积)可以例如在约1mm2至200mm2的范围内。当由分隔壁间隔物形成复数个闭合图形并且闭合图形具有不同的面积时,面积为算术平均值。

分隔间隔物的线宽,例如形成蜂窝的六边形、或四边形的每个壁的宽度可以在例如约5μm至50μm的范围内。在另一个实例中,线宽可以为约10μm或更大、或者15μm或更大,或者也可以为45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、30μm或更小、25μm或更小、或者20μm或更小左右。

在这样的范围内,可以适当地保持单元间隙,并且还可以极好地保持基底之间的粘合性。例如,当在第一基底上形成压敏粘合剂层或粘合剂层时,与分隔壁间隔物结合可以提供基底之间的优异的粘合力。

作为用于将外部信号施加至光调制层的组件,可以在光调制膜层的各基底上形成电极层。例如,电极层可以存在于第一基底中的第一表面与功能层(液晶配向膜、压敏粘合剂或粘合剂层)之间(图1中的100与1001之间)和/或第二基底中的第一表面与液晶配向膜之间(图1中的200与2001之间)(如果存在间隔物,则在间隔物与配向膜之间)。在第二基底的情况下,通常首先在第一表面上形成电极层,并在电极层上顺序形成间隔物和配向膜,使得当存在间隔物时,电极层可以位于第二基底的第一表面与间隔物和配向膜之间。

作为电极层,可以应用已知的透明电极层,例如,可以使用所谓的导电聚合物层、导电金属层、导电纳米线层或金属氧化物层例如ITO(氧化铟锡)作为电极层。此外,能够形成透明电极层的各种材料和形成方法是已知的,所述材料和形成方法可以没有限制地应用。

光调制装置在主要包括光调制膜层的同时可以根据需要包括其他另外的构造。即,根据驱动模式,即使在单独的光调制膜层的情况下,上述透明模式、黑色模式、高反射模式和/或低反射模式的实现以及它们之间的切换也是可能的,但是为了便于这些模式的实现或切换,还可以包括另外的组件。

例如,装置还可以包括设置在光调制膜层的一侧或两侧上的偏光层(无源偏光层)。作为以上结构的一个实例的图2是图1的结构中偏光层400仅设置在光调制膜层的一侧上的情况,而图3是图1的结构中偏光层400设置在光调制膜层的两侧上的情况。此外,当分隔间隔物被用作间隔物并且形状为四边形(正方形或矩形)时,四边形的边和偏光层的吸收轴被适当地设置为基本上彼此垂直或水平。

术语偏光层可以意指将自然光或非偏振光转换为偏振光的元件。在一个实例中,偏光层可以为线性偏光层。线性偏光层意指选择性透射的光是在任一方向上振动的线性偏振光并且选择性吸收或反射的光是在与线性偏振光的振动方向正交的方向上振动的线性偏振光的情况。即,线性偏光层可以具有在平面方向上彼此正交的透射轴和吸收轴或反射轴。

偏光层可以为吸收性偏光层或反射性偏光层。作为吸收性偏光层,例如可以使用其中将碘染色至聚合物拉伸膜(例如PVA拉伸膜)的偏光层、或者其中使用以取向状态聚合的液晶作为主体并且使用沿液晶的取向排列的二色性染料作为客体的宾主偏光层,但不限于此。

作为反射性偏光层,例如可以使用被称为所谓的DBEF(dual brightnessenhancement film,双亮度增强膜)的反射性偏光层、或通过涂覆液晶化合物(例如LLC(溶致液晶))而形成的反射性偏光层,但不限于此。

如图3所示,光调制装置可以具有其中偏光层设置在光调制膜层的两侧上的结构。在这种情况下,由设置在两侧上的偏光层的透射轴形成的角度可以在85度至95度的范围内,或者是近似垂直的。

在一个实例中,光学装置也可以被配置为不包括任何偏光层。例如,光学装置也可以被配置为在将作为另外组分的二色性染料共混在液晶层中之后不施加任何偏光层。

光调制装置除了以上构造之外还可以包括其他必要构造。

例如,光调制装置还可以包括满足下式3的折射率关系的光学各向异性膜。这样的膜还可以通过对基底或光调制层进行光学补偿来改善装置的性能。

[式3]

nz

在式3中,ny为光学各向异性膜对550nm波长在快轴方向上的折射率,以及nz为光学各向异性膜对550nm波长在厚度方向上的折射率。

满足上式3的关系的光学各向异性膜为表现出所谓的负C板的特性的膜。

光学各向异性膜的厚度方向相位差可以例如在-700nm至-10nm的范围内。光学各向异性膜还可以以一个层或者两个或更多个层存在于光学装置中,当光学各向异性膜以一个层存在时,厚度方向相位差为一层膜的厚度方向相位差,而当光学各向异性膜以两个或更多个的复数个层存在时,厚度方向相位差为所有膜的厚度方向相位差的总和。

此外,厚度方向相位差为由以下等式4确定的物理量。

[等式4]

Rin=d×(nz-ny)

在等式4中,Rth为厚度方向相位差,nz为膜的厚度方向折射率,ny为膜的快轴方向折射率,d为膜的厚度。在此,厚度方向和快轴的含义是行业中已知的。

作为光学各向异性膜,可以应用为已知的延迟膜的满足上式3的膜,并且作为这种类型的膜,例如,拉伸聚合物膜或液晶膜等在行业中是广泛已知的。

光学各向异性膜可以存在于第一基底和/或第二基底上,所述光学各向异性膜可以例如形成在第一基底和/或第二基底的第一表面上。此时,光学各向异性膜可以存在于第一基底和/或第二基底与光调制层之间;当在第一表面上形成有液晶配向膜或压敏粘合剂层或粘合剂层(液晶配向膜等)时,光学各向异性膜可以形成在第一基底和/或第二基底与液晶配向膜等之间;当在第一表面上形成有电极层时,光学各向异性膜也可以形成在第一基底和/或第二基底与电极层之间。

如有必要,除了以上构造之外,光调制装置还可以包括其他构造。例如,可以添加用于驱动或使用光调制装置所需的任何其他构造,例如除形成在第一基底的第一表面上的压敏粘合剂层或粘合剂层之外的用于附接其他组件的压敏粘合剂层或粘合剂层、硬涂层膜、抗反射膜和/或NIR(近红外)截止层。

用于制造光调制装置的方法没有特别限制,并且可以通过已知的方法来制造该装置,不同之处在于应用以上元件作为各组件。

本申请还涉及光学装置。光学装置可以具有其中光调制装置经封装剂封装的结构。

这样的光学装置可以包括:彼此相对设置的第一外基底和第二外基底;以及在第一外基底与第二外基底之间的经封装剂封装的光调制装置。第一外基底和第二外基底是与光调制膜层中包括的基底不同的单独基底,因此它们被称为外基底。因此,光学装置可以包括光调制膜层中包括的第一基底和第二基底以及第一外基底和第二外基底的至少四个基底。

基底名称中的第一和第二的表述是用于区分基底的方便表述,并且这些表述并不规定基底或外基底的前后关系或上下关系。光调制装置可以被封装在两片外基底之间。这样的封装可以使用封装剂来完成,其中封装剂可以为粘合剂膜。

作为外基底,例如可以使用由玻璃等制成的无机基底或塑料基底。作为塑料基底,可以使用TAC(三乙酰纤维素)膜;COP(环烯烃共聚物)膜,例如降冰片烯衍生物;丙烯酸类膜,例如PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯));PC(聚碳酸酯)膜;PE(聚乙烯)膜;PP(聚丙烯)膜;PVA(聚乙烯醇)膜;DAC(二乙酰纤维素)膜;Pac(聚丙烯酸酯)膜;PES(聚醚砜)膜;PEEK(聚醚醚酮)膜;PPS(聚苯砜)膜;PEI(聚醚酰亚胺)膜;PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜;PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜;PI(聚酰亚胺)膜;PSF(聚砜)膜;PAR(聚芳酯)膜;或氟树脂膜等,但不限于此。如有必要,在外基底上还可以存在金、银、或硅化合物(例如二氧化硅或一氧化硅)的涂层,或者诸如抗反射层的涂层。

外基底的厚度没有特别限制,并且可以为例如约0.3mm或更大。在另一个实例中,厚度可以为约0.5mm或更大、约1mm或更大、约1.5mm或更大、或者约2mm或更大左右,并且也可以为10mm或更小、9mm或更小、8mm或更小、7mm或更小、6mm或更小、5mm或更小、4mm或更小、或者3mm或更小左右。

外基底可以为平坦基底或者可以为具有弯曲表面形状的基底。例如,两个外基底可以同时为平坦基底,同时具有弯曲表面形状,或者任一者可以为平坦基底而另一者可以为具有弯曲表面形状的基底。

在此,在同时具有弯曲表面形状的情况下,各个曲率或曲率半径可以相同或不同。

光学装置还可以包括封装剂例如粘合剂膜,用于将光调制装置封装在外基底内。这样的粘合剂膜例如可以至少存在于外基底与光调制装置之间。例如,当光调制装置包括光调制膜层和偏光层二者时,封装剂(粘合剂膜)可以存在于外基底与光调制膜层之间、光调制膜层与偏光层之间和偏光层与外基底之间的至少一个位置。此外,封装剂可以存在于光调制装置的侧面(合适地所有侧面),例如光调制膜层和偏光层的侧面(合适地所有侧面)。

作为封装剂的粘合剂膜可以在将外基底和光调制装置的至少一种构造彼此粘结的同时封装光调制装置。

例如,结构可以通过高压釜过程等来实现,在所述高压釜过程等中根据期望的结构将外基底、光调制装置和封装剂(粘合剂膜)层合,然后进行压制。在本申请中,即使在进行了这样的加压过程之后,光调制装置的性能也可以如设计的有效地保持。

作为封装剂(粘合剂膜),可以使用已知的材料而没有特别限制,例如,合适的膜可以选自已知的热塑性聚氨酯(TPU)粘合剂膜、TPS(热塑性淀粉)、聚酰胺粘合剂膜、聚酯粘合剂膜、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)粘合剂膜、聚烯烃粘合剂膜例如聚乙烯或聚丙烯、或者聚烯烃弹性体膜(POE膜)等。

封装剂(粘合剂膜等)的厚度没有特别限制,并且可以例如在约200μm至600μm左右的范围内。在此,粘合剂膜的厚度可以为外基底与光调制装置之间的粘合剂膜的厚度,例如两者之间的距离等。

除了以上构造之外,光学装置在适当时还可以包括必要的构造,并且这样的构造的实例包括缓冲层、延迟层、光学补偿层、抗反射层和/或硬涂层等,但不限于此。

光学装置可以包括使用封装剂通过加压过程将光调制装置封装在彼此相对设置的第一外基底与第二外基底之间的步骤。

此时,加压过程的具体种类没有特别限制。例如,加压过程可以为高压釜过程。

因此,用于制造光学装置的方法可以包括使用粘合剂膜通过高压釜过程将光调制装置封装在彼此相对设置的第一外基底与第二外基底之间的步骤。

高压釜过程可以通过以下进行:根据期望的封装结构将粘合剂膜和光调制装置设置在外基底之间,并加热/压制。

例如,可以通过高压釜过程对其中外基底、粘合剂膜、光调制装置、粘合剂膜和外基底按此顺序设置并且粘合剂膜还设置在光调制装置的侧面上的层合体进行加热/加压以形成光学装置。

高压釜过程的条件没有特别限制,例如,该过程可以根据所施加的封装剂(粘合剂膜)的类型在适当的温度和压力下进行。典型的高压釜过程的温度为约40℃或更高、50℃或更高、60℃或更高、70℃或更高、80℃或更高、90℃或更高、或者100℃或更高,以及压力为2个大气压或更大,但不限于此。过程温度的上限可以为约200℃或更低、190℃或更低、180℃或更低、或者170℃或更低左右,以及过程压力的上限可以为约10个大气压或更小、9个大气压或更小、8个大气压或更小、7个大气压或更小、或者6个大气压或更小左右。

这样的光学装置可以用于各种应用,例如可以在诸如太阳镜的眼部佩戴物中或用于AR(增强现实)或VR(虚拟现实)的眼部佩戴物中、建筑物的外墙或车辆的天窗等中使用。

发明效果

本申请可以提供即使在其中施加压力的封装过程例如高压釜过程之后也可以稳定地保持设计的光学特性的光调制装置、光学装置或其制造方法。本申请还可以提供在有效地确保上基底与下基底之间的粘合力的同时也可以稳定地保持光调制层的取向状态的光调制装置、包括其的光学装置或其制造方法。

附图说明

图1至3为本申请的示例性光调制装置的示意图。

图4为用于说明获得光调制层的折射率各向异性的过程的图。

具体实施方式

在下文中,将通过实施例详细地描述本申请,但是本申请的范围不受以下实施例限制。

1.相位差评估

使用来自Agilent Co.,Ltd.的UV/VIS分光镜8453仪器测量膜对波长为550nm的光的面内延迟值(Rin)。将两片偏振器安装在UV/VIS分光镜中使得它们的透射轴彼此正交,并将聚合物膜安装在两片偏振器之间使得其慢轴分别与两个偏振器的透射轴形成45度,然后测量根据波长的透射率。由根据波长的透射率图获得各峰的相位延迟量级。具体地,根据波长的透射率图中的波形满足以下等式A,并且正弦波形中的最大峰值(T

[等式A]

T=sin

[等式B]

T=sin

[等式C]

n=(λn-3λn+1)/(2λn+1+1-2λn)

在上文中,R表示面内延迟(Rin),λ表示波长,以及n表示正弦波形的波节度(nodaldegree)。

2.光调制层(液晶层)的厚度评估

由于光调制层的厚度(即单元间隙)与间隔物的高度一致,因此测量间隔物的高度,将所述间隔物的高度定义为单元间隙。使用测量装置(Optical Profiler,由Nanosystem制造,Nano View-E1000)确定间隔物的高度。

3.光调制层(液晶层)的折射率各向异性评估

折射率各向异性(Δn)使用阿贝折射计以以下方式评估。通过将垂直配向膜涂覆在阿贝折射计的测量棱镜和照明棱镜表面上,并将待测量的液晶化合物涂覆在测量棱镜上,然后将其用照明棱镜覆盖,液晶化合物通过两个界面的垂直取向力而垂直取向。在以上过程中施加的液晶化合物仅为在不与诸如二色性染料的其他材料混合的情况下施加到透射率可变层的液晶化合物。然后,如图4所示,当将线性偏振器应用于目镜侧并用待观察的光照射时,可以获得如图4中所示的θe和θo,并且可以通过测量棱镜的折射率(np)和角度(θe和θo)获得非寻常折射率(ne=npsinθe)和寻常折射率(no=npsinθo),其中可以将差值(ne-no)定义为折射率各向异性。测量时的参考波长为约550nm。

4.光调制层(液晶层)的节距评估

扭曲取向的节距(p)通过使用楔形单元的测量法测量,具体地,扭曲取向的节距(p)通过D.Podolskyy等的Simple method for accurate measurements of thecholesteric pitch using a stripe-wedge Grandjean-Cano cell(Liquid Crystals,第35卷,第7期,2008年7月8日,789-791)中描述的方法测量。

实施例1.

光调制装置的制造

作为光调制装置的第一基底,使用厚度为约80μm左右的PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜(由Toyobo制造,SRF产品)。PET膜的面内相位差(550nm)为约9,000nm。在PET膜的表面上顺序形成光学各向异性膜(满足式3的负C膜)、ITO(氧化铟锡)层和有机硅压敏粘合剂层(第一基底/光学各向异性膜/ITO层/压敏粘合剂层的层合结构)。光学各向异性膜通过在基底上涂覆聚酰胺涂覆液体(其中将通过使对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-联苯基二胺聚合获得的聚酰胺在二甲基乙酰胺溶液中稀释至5.3重量%的浓度的涂覆液体),然后将其干燥来形成,其中厚度方向相位差为约-220左右。ITO层通过已知的沉积法形成,并且通过在ITO层上棒涂有机硅压敏粘合剂组合物(Shinetsu,KR3700)并将其在约150℃左右下干燥5分钟来将压敏粘合剂形成为10μm左右的厚度。

作为第二基底,使用在第一表面上沉积有ITO(氧化铟锡)层的厚度为145μm左右的PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜(由SKC制造,高度拉伸的PET产品)。PET膜的面内相位差(550nm)为约10,000nm左右。作为蜂窝状类型的分隔壁间隔物,在PET膜的ITO层上形成其中构成蜂窝的正六边形(闭合图形)的间距为约350μm左右且线宽为约10μm左右的分隔壁间隔物。间隔物的高度形成为满足下表1中总结的液晶层(光调制层)的厚度(单元间隙)。在间隔物上形成垂直配向膜(5661LB3,Nissan)至约300nm左右的厚度。垂直配向膜通过将其在一个方向上摩擦而形成。摩擦方向垂直于第二基底的慢轴方向。

随后,在第二基底的垂直配向膜的表面上涂覆液晶组合物,并将第一基底的压敏粘合剂层层合为面向液晶组合物的涂覆表面,从而制备光调制膜层。此时,调节第一基底和第二基底的慢轴的位置使得轴彼此平行。

在此,作为液晶组合物,使用包含液晶化合物(Merck,MAT-19-753)和手性掺杂剂(Merck,S811)的组合物。调节手性掺杂剂的含量,使得扭曲取向的节距(手性节距)(p)可以满足下表1。

光学装置的制造

使用粘合剂膜(封装剂)将制造的光调制膜层与PVA(聚(乙烯醇))偏光层一起封装在两个外基底之间。在封装时,使PVA偏光层存在于光调制膜层的第一基底和第二基底的第二表面中的每一者上,其中使存在于第二基底的第二表面上的PVA偏光层的吸收轴与第二基底的慢轴垂直,使第一基底的第二表面上的PVA偏光层的吸收轴与第一基底的慢轴水平。应用热塑性聚氨酯粘合剂膜(厚度:约0.38mm,制造商:Argotec,产品名称:ArgoFlex)作为粘合剂膜,并且使用厚度为约3mm的玻璃基底作为外基底。将第一外基底、粘合剂膜、PVA偏光层、粘合剂膜、光调制膜层、粘合剂膜、PVA偏光层、粘合剂膜和第二外基底按此顺序层合,并且还在光调制膜层的所有侧面上设置粘合剂膜以制备层合体。之后,在约100℃的温度和约2个大气压左右的压力下进行高压釜过程以制造光学装置。

实施例2至9.

以与实施例1中相同的方式制造光调制装置和光学装置,不同之处在于在制造光调制装置时,液晶层(光调制层)的厚度(单元间隙,t)和扭曲取向的节距如下表1所示调节(在下述表1中,Δn是液晶层的折射率各向异性,t是液晶层的厚度,p是节距,K是按Δn×p/t计算的值)。

[表1]

比较例1至7.

以与实施例1中相同的方式制造光调制装置和光学装置,不同之处在于在制造光调制装置时,液晶层(光调制层)的厚度(单元间隙,t)和扭曲取向的节距如下表2所示调节(在下述表2中,Δn是液晶层的折射率各向异性,t是液晶层的厚度,p是节距,K是按Δn×p/t计算的值)。

[表2]

在对以上实施例和比较例中的每一者的光调制装置和光学装置施加约60V的电压的状态下评估透射率,并总结在下表3和表4中。即,光调制装置的透射率为进行加压过程(高压釜)之前的透射率,光学装置的透射率为进行加压过程(高压釜)之后的透射率。在加压过程之前和之后的透射率的变化率也总结在下表3和表4中。使用混浊度测量仪(NDH-5000SP)评估透射率。

[表3]

[表4]

如表3和表4所总结的,在实施例的装置中,即使在加压过程(高压釜过程)之后,透射率也稳定地保持,同时光调制装置显示出适当的透射率。

另一方面,在比较例的情况下,在加压过程之前和之后的透射率的变化大,或者透射率自身未达到预期值。此外,在比较例5至7的情况下,液晶化合物自身的取向不好,使得无法测量透射率。

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