液晶单元和光学装置的制作方法
- 国知局
- 2024-11-19 10:03:47
本技术涉及液晶单元和光学装置。本技术要求基于日期为2022年3月30日的韩国专利申请第10-2022-0039632号的优先权的权益,其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术:
1、对于使用柔性基底的液晶膜单元的长期稳定性和大面积可扩展性而言,重要的是在上基底与下基底之间保持单元间隙,并且在上基底与下基底之间赋予粘合力。
2、在非专利文献1(“tight bonding of two plastic substrates for flexiblelcds”sid symposium digest,38,第653至656页(2007))中,公开了用于在一个基底上形成具有单元间隙高度的呈柱或壁的形式的有机膜图案并使用粘合剂将其固定至相对基底的技术。然而,在这样的技术中,粘合剂必须仅位于柱表面或壁表面上,但对柱表面或壁表面上的粘合剂进行微冲压的技术具有高工艺难度;控制粘合剂厚度和面积是困难的;在将上基底与下基底层合时,有很大概率粘合剂将被推出;并且存在粘合剂可能被污染到配向膜或液晶中的风险。
技术实现思路
1、技术问题
2、为了保持液晶单元的单元间隙并在上基底与下基底之间确保附接力,可以考虑在下基底上形成间隔物和配向膜,以及在上基底上形成具有液晶取向力和粘合力的压敏粘合剂层,随后层合。然而,在液晶单元中,液晶被填充在压敏粘合剂层与间隔物之间,但是由于在压敏粘合剂层与间隔物之间的界面处的液晶污染,具有液晶的区域与没有任何液晶的区域之间的粘合强度显示出显著的差异,并且由于粘合强度低,在电极后处理中引起诸如分层的问题。此外,在将外基底粘合至液晶单元两侧的过程期间,可能发生由于分层现象而引起的挤压和由于界面处的残留液晶而引起的溢流现象。
3、本技术的一个目的是提供液晶单元和光学装置,其可以适当地保持液晶单元的单元间隙,在上基底与下基底之间具有优异的粘合性,并且解决了由于电极后处理中可能发生的分层而引起的外基底粘合过程期间可能发生的挤压和液晶溢流问题。
4、技术方案
5、在本说明书中提及的物理特性中,当测量温度影响结果时,除非另有说明,否则相关物理特性是在室温下测量的物理特性。术语室温是没有升温或冷却的自然温度,其通常为在约10℃至30℃的范围内的一个温度,或者约23℃或约25℃左右的温度。此外,在本说明书中,除非另有说明,否则温度的单位为℃。在本说明书中提及的物理特性中,当测量压力影响结果时,除非另有说明,否则相关物理特性是在常压下测量的物理特性。术语常压是没有加压或减压的自然压力,其是指作为常压的约1个大气压左右。
6、本技术涉及液晶单元。图1示例性地示出了本技术的液晶单元。液晶单元包括:包括第一基础层10a和压敏粘合剂层10c的上基底;以及包括第二基础层20a和间隔物20c的下基底,其中上基底与下基底之间的区域可以被分为包含液晶化合物30的液晶区域100和不包含液晶化合物30的非液晶区域200a、200b。
7、非液晶区域可以填充有空气。非液晶区域可以用作液晶单元的边框部分。本技术的液晶单元可以通过控制非液晶区域的宽度来确保液晶单元的可加工性,并且可以控制外基底粘合过程期间的缺陷。非液晶区域的宽度(w1或w2)可以为4mm或更大。由于在上基底与下基底之间存在液晶的区域中上基底与下基底之间的粘合性差,因此可能容易出现这样的缺陷。根据本发明,通过确保非液晶区域的宽度在预定范围或更大,可以确保液晶单元的上基底与下基底之间的适当粘合,从而解决本发明的问题。非液晶区域的宽度(w1或w2)可以具体地为5mm或更大、6mm或更大、7mm或更大、8mm或更大、9mm或更大、或者10mm或更大。当非液晶区域的宽度(w1、w2)在以上范围内时,可以解决由于电极后处理期间可能发生的分层而引起的外基底粘合过程期间可能发生的挤压和液晶溢流缺陷。非液晶区域的宽度(w1或w2)可以为例如200mm或更小、180mm或更小、160mm或更小、140mm或更小、120mm或更小、100mm或更小、80mm或更小、60mm或更小、40mm或更小、20mm或更小、或者15mm或更小。
8、非液晶区域的长度和液晶区域的长度可以基本上等于第二基础层在纵向方向上的长度。在一个实例中,非液晶区域的长度(l1)与液晶区域的长度(l2)之差(l1-l2)可以为例如10mm或更小、5mm或更小、3mm或更小、或者1mm或更小。
9、非液晶区域可以具有在第一方向上延伸的线形状。第一方向可以为第一基础层和/或第二基础层的纵向(水平)方向。在本说明书中,当第一基础层和/或第二基础层的平面具有多边形形状时,第一基础层和/或第二基础层的纵向方向可以意指与构成多边形的边中的最长边平行的方向。当构成多边形的所有边的长度均相同时,其可以意指与构成多边形的边中的任意边平行的方向。在一个实例中,第一基础层和/或第二基础层的平面可以具有四边形形状,更具体地矩形形状。在一个实例中,当第一基础层和/或第二基础层的平面为矩形时,第一方向可以意指矩形的水平方向。
10、非液晶区域可以位于液晶区域的侧表面上。非液晶区域可以位于液晶区域的两个侧表面上,或者位于液晶区域的一个侧表面上。图2和图3各自示例性地示出了从上方观察的液晶单元的结构。即,图2和图3示例性地示出了其中将液晶单元放置成使得下基底接触底部并且从上基底侧观察的结构。
11、图2示例性地示出了其中非液晶区域200a、200b位于液晶区域100的两个侧表面上的液晶单元。如图2所示,非液晶区域可以位于液晶区域的第一侧表面和第二侧表面上。当从顶部观察液晶单元时,可以顺序地存在第一非液晶区域200a、液晶区域100和第二非液晶区域200b。在这种情况下,位于液晶区域100的第一侧表面上的非液晶区域200a和位于液晶区域100的第二侧表面上的非液晶区域200b可以彼此不接触。在这种情况下,位于液晶区域100的第一侧表面上的非液晶区域200a和位于液晶区域100的第二侧表面上的非液晶区域200b可以彼此平行。非液晶区域200a和非液晶区域200b的宽度可以各自在以上范围内。在一个实例中,非液晶区域200a和非液晶区域200b可以具有相同的宽度。
12、图3示例性地示出了其中非液晶区域200位于液晶区域100的一个侧表面上的液晶单元。如图3所示,非液晶区域可以仅位于液晶区域的任一个侧表面上。当从顶部观察液晶单元时,可以顺序地存在液晶区域100和非液晶区域200。
13、在上基底与下基底之间形成液晶区域和非液晶区域的方法没有特别限制,其中例如,可以使用这样的方法:在下基底上在对应于液晶区域的区域中形成液晶层,以及在对应于非液晶区域的区域中不形成液晶层,然后粘合上基底。
14、液晶单元可以以上基底和下基底交替设置的状态层合。例如,如图1所示,在非液晶区域的侧表面上可以存在仅存在上基底和下基底中的一者的区域。在任一个基底上可以形成有在第一方向上延伸的导电带400a、400b。图2示例性地示出了在液晶单元的两端分别仅存在上基底和下基底中的任一者的区域300a以及仅存在上基底和下基底中的另一者的区域300b。在这种情况下,在液晶单元的端部仅存在上基底的区域可以被称为暴露上基底的区域,以及在液晶单元的端部仅存在下基底的区域可以被称为暴露下基底的区域。
15、图1示例性地示出了包括区域300a和300b二者的结构。同时,图3示例性地示出了在液晶单元的一端仅存在上基底和下基底中的一者的区域300。在这种情况下,在区域300上可以形成有导电带400。导电带可以用于使液晶单元通电,使得液晶单元可以被均匀地驱动。导电带的宽度可以例如在1mm至200mm的范围内。
16、图4示出了液晶单元的液晶区域,从而具体地示出了液晶单元的配置。关于液晶单元的非液晶区域以及暴露上基底的区域和/或暴露下基底的区域,可以同等地应用以下关于第一基础层、第一电极层、压敏粘合剂层、第二基础层、第二电极层、间隔物和配向膜的事项。
17、如上所述,液晶单元的上基底可以包括第一基础层10a,以及下基底可以包括第二基础层20a。
18、作为第一基础层和第二基础层,例如,可以使用无机膜例如玻璃膜、结晶或非晶硅膜或者石英或ito(氧化铟锡)膜、或聚合物膜等,并且就实现柔性元件而言,可以使用聚合物膜。
19、在一个实例中,第一基础层和第二基础层各自可以为聚合物膜。作为聚合物膜,可以使用tac(三乙酰纤维素);cop(环烯烃共聚物)例如降冰片烯衍生物;pmma(聚(甲基丙烯酸甲酯));pc(聚碳酸酯);pe(聚乙烯);pp(聚丙烯);pva(聚乙烯醇);dac(二乙酰纤维素);pac(聚丙烯酸酯);pes(聚醚砜);peek(聚醚醚酮);pps(聚苯砜);pei(聚醚酰亚胺);pen(聚萘二甲酸乙二醇酯);pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯);pi(聚酰亚胺);psf(聚砜);par(聚芳酯)或非晶氟树脂等,但不限于此。在第一基础层和第二基础层中,根据需要,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功能层。
20、第一基础层和第二基础层的厚度可以各自为约10μm至约1,000μm。作为另一个实例,第一基础层和第二基础层的厚度可以各自为约20μm或更大、40μm或更大、60μm或更大、80μm或更大、100μm或更大、120μm或更大、140μm或更大、160μm或更大、或者约180μm或更大,并且可以为约900μm或更小、800μm或更小、700μm或更小、600μm或更小、500μm或更小、或者约400μm或更小。当第一基础层和第二基础层的厚度满足以上范围时,可以有利于在通过将液晶单元与外基底层合来制造光学装置时减少外观缺陷例如褶皱。
21、在上基底中,压敏粘合剂层20c可以存在于第一基础层10a的内侧表面上。在本说明书中,包括在液晶单元中的构造的“内侧表面”可以意指面向液晶层(其中存在液晶化合物的层)的表面。
22、在一个实例中,压敏粘合剂层在25℃的温度和1hz的频率下的储能弹性模量可以在0.2mpa至10mpa的范围内。具体地,压敏粘合剂层的储能弹性模量可以为0.3mpa或更大、或者0.5mpa或更大,并且可以为8mpa或更小、6mpa或更小、4mpa或更小、或者2mpa或更小。在一个实例中,压敏粘合剂层在25℃的温度和1hz的频率下的损耗弹性模量可以在0.5mpa至2mpa的范围内。压敏粘合剂层的损耗弹性模量可以具体地为0.6mpa或更大、0.7mpa或更大、或者0.8mpa或更大,并且可以为1.8mpa或更小、1.6mpa或更小、1.4mpa或更小、或者1.2mpa或更小。如果液晶单元内压敏粘合剂层的弹性模量太低,则可能难以保持液晶单元的单元间隙,而如果液晶单元内压敏粘合剂层的弹性模量太高,则可能难以赋予压敏粘合效果,因此弹性模量可以在以上范围内可以是有利的。在一个实例中,压敏粘合剂层的储能弹性模量可以具有比损耗弹性模量更低的值。
23、压敏粘合剂层可以是光学透明的。压敏粘合剂层对可见光区域(例如,380nm至780nm的波长)的平均透射率可以为约80%或更大、85%或更大、90%或更大、或者95%或更大。
24、压敏粘合剂层可以为液晶取向压敏粘合剂层。压敏粘合剂层可以为例如垂直取向压敏粘合剂层或水平取向压敏粘合剂层。在本说明书中,“垂直取向压敏粘合剂”可以意指具有能够将上基底和下基底粘合的附接力同时赋予相邻液晶化合物垂直取向力的压敏粘合剂。在本说明书中,“水平取向压敏粘合剂”可以意指具有能够将上基底和下基底粘合的附接力同时赋予相邻液晶化合物水平取向力的压敏粘合剂。相邻液晶化合物相对于垂直取向压敏粘合剂的预倾角可以在80度至90度、85度至90度或约87度至90度的范围内,以及相邻液晶化合物相对于水平取向压敏粘合剂的预倾角可以在0度至10度、0度至5度或0度至3度的范围内。
25、在本说明书中,预倾角可以意指在不施加电压的状态下,由液晶化合物的指向矢相对于与液晶取向压敏粘合剂或配向膜水平的平面而形成的角度。在本说明书中,液晶化合物的指向矢可以意指液晶层的光轴或慢轴。或者,当液晶化合物具有棒形状时,液晶化合物的指向矢可以意指长轴方向,以及当液晶化合物具有盘状形状时,液晶化合物的指向矢可以意指与盘平面的法线方向平行的轴。
26、压敏粘合剂层的厚度可以例如在3μm至15μm的范围内。当压敏粘合剂层的厚度在以上范围内时,在确保上基底与下基底之间的附接力的同时,可以有利于使在用于制造液晶单元时的缺陷(例如压敏粘合剂的挤压或集聚)最小化。
27、作为压敏粘合剂层,可以适当地使用在行业中被称为所谓的oca(opticallyclear adhesive,光学透明粘合剂)的各种类型的压敏粘合剂。压敏粘合剂与在将待附接的物体粘合之后固化的ocr(optically clear resin,光学透明树脂)型粘合剂的不同之处可以在于其在将待附接的物体粘合之前固化。作为压敏粘合剂,例如,可以应用丙烯酸类压敏粘合剂、基于有机硅的压敏粘合剂、基于环氧的压敏粘合剂、或基于氨基甲酸酯的压敏粘合剂。
28、压敏粘合剂层可以包含压敏粘合剂树脂的固化产物。在一个实例中,压敏粘合剂层可以包含基于有机硅的压敏粘合剂。基于有机硅的压敏粘合剂可以包含可固化有机硅化合物的固化产物作为压敏粘合剂树脂。
29、可固化有机硅化合物的类型没有特别限制,并且例如,可以使用可热固化的有机硅化合物或紫外线固化的有机硅化合物。可固化有机硅化合物可以称为压敏粘合剂树脂。
30、在一个实例中,可固化有机硅化合物可以为加成-固化有机硅化合物。
31、具体地,加成-固化有机硅化合物可以由(1)在分子中包含两个或更多个烯基的有机聚硅氧烷和(2)在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例示,但不限于此。这样的有机硅化合物可以例如在以下待描述的催化剂的存在下通过加成反应来形成固化产物。
32、本技术中可以使用的(1)有机聚硅氧烷的更具体的实例可以包括:在分子链的两端用三甲基硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物,在分子链的两端用三甲基硅氧烷基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷,在分子链的两端用三甲基硅氧烷基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,在分子链的两端用二甲基乙烯基硅氧烷基封端的二甲基聚硅氧烷,在分子链的两端用二甲基乙烯基硅氧烷基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷,在分子链的两端用二甲基乙烯基硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物,在分子链的两端用二甲基乙烯基硅氧烷基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r12sio1/2表示的硅氧烷单元和由r12r2sio1/2表示的硅氧烷单元以及由sio4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,包含由r12r2sio1/2表示的硅氧烷单元和由sio4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,包含由r1r2sio2/2表示的硅氧烷单元和由r1sio3/2表示的硅氧烷单元或由r2sio3/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,以及前述中的两者或更多者的混合物,但不限于此。在此,r1为除烯基之外的烃基,具体地,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;经卤素取代的烷基,例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基;等等。此外,在此,r2为烯基,其可以具体地为乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基等。
33、本技术中可以使用的(2)有机聚硅氧烷的更具体的实例可以包括:在分子链的两端用三甲基硅氧烷基封端的甲基氢聚硅氧烷,在分子链的两端用三甲基硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢共聚物,在分子链的两端用三甲基硅氧烷基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,在分子链的两端用二甲基氢硅氧烷基封端的二甲基聚硅氧烷,在分子链的两端用二甲基氢硅氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物,在分子链的两端用二甲基氢硅氧烷基封端的甲基苯基聚硅氧烷,包含由r13sio1/2表示的硅氧烷单元、由r12hsio1/2表示的硅氧烷单元和由sio4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,包含由r12hsio1/2表示的硅氧烷单元和由sio4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,包含由r1hsio2/2表示的硅氧烷单元和由r1sio3/2表示的硅氧烷单元或由hsio3/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物,以及前述中的两者或更多者的混合物,但不限于此。在此,r1为除烯基之外的烃基,其可以具体地为烷基,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;经卤素取代的烷基,例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基;等等。此外,在此,r2为烯基,其可以具体地为乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基等。
34、在一个实例中,当压敏粘合剂层为垂直取向压敏粘合剂层时,压敏粘合剂的表面能可以为16mn/m或更小。表面能的下限可以为例如5mn/m或更大。当压敏粘合剂层为水平取向压敏粘合剂层时,表面能可以大于16mn/m。表面能的上限可以为例如50mn/m或更小。表面能可以使用液滴形状分析仪(kruss的dsa100产品)来测量。具体地,将具有已知表面张力的去离子水滴在压敏粘合剂的表面上以获得接触角的过程重复5次,从而获得所得五个接触角值的平均值,同样地,将具有已知表面张力的二碘甲烷滴在其上以获得接触角的过程重复5次,从而获得所得五个接触角值的平均值。然后,使用所获得的去离子水和二碘甲烷的接触角的平均值通过owens-wendt-rabel-kaelble方法通过代入溶剂的表面张力的数值(strom值)来获得表面能。可以通过考虑非极性分子之间的色散力和极性分子之间的相互作用力来计算样品的表面能(γ表面)(γ表面=γ色散+γ极性),其中表面能(γ表面)中极性项(γ极性)的比率可以定义为表面的极性。
35、液晶单元的上基底和下基底可以通过压敏粘合剂层来附接。具体地,上基底的压敏粘合剂层和下基底的间隔物可以附接。当在下基底的间隔物上形成配向膜时,配向膜的对应于间隔物的区域可以附接至上基底的压敏粘合剂层。
36、液晶区域可以被称为有源区。液晶区域中的液晶化合物可以通过电压施加来切换取向状态。作为液晶化合物,可以使用能够通过施加外部作用改变配向方向的液晶化合物。在本说明书中,术语“外部作用”可以意指可能影响包含在液晶层中的材料的行为的全部外部因素,例如外部电压等。因此,没有任何外部作用的状态可以意指不施加外部电压等的状态。
37、液晶化合物的类型和物理特性可以考虑本技术的目的适当地选择。在一个实例中,液晶化合物可以为向列型液晶或近晶型液晶。向列型液晶可以意指棒状液晶分子在液晶分子的长轴方向上平行排列,但是在其位置方面没有规则性的液晶。近晶型液晶可以意指棒状液晶分子规则地排列以形成层状结构并且在长轴方向上有规则地平行排列的液晶。根据本技术的一个实例,液晶化合物可以为向列型液晶化合物。
38、作为向列型液晶化合物,可以选择这样的液晶化合物:其具有例如约40℃或更高、50℃或更高、60℃或更高、70℃或更高、80℃或更高、90℃或更高、100℃或更高、或者约110℃或更高的清亮点,或者具有在以上范围内的相变点(即,从向列相到各向同性相的相变点)。在一个实例中,清亮点或相变点可以为约160℃或更低、150℃或更低、或者约140℃或更低。
39、液晶化合物可以为非反应性液晶化合物。非反应性液晶化合物可以意指不具有可聚合基团的液晶化合物。可聚合基团可以由丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、羧基、羟基、乙烯基或环氧基等例示,但不限于此,并且可以包括被认为是可聚合基团的官能团。
40、液晶化合物的介电常数各向异性可以为正数或负数。液晶化合物的介电常数各向异性的绝对值可以考虑本技术的目的适当地选择。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由所施加的电压引起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与由所施加的电压引起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。液晶化合物的介电常数各向异性可以在5至25的范围内。
41、液晶化合物的折射率各向异性(δn)可以考虑本技术的目的适当地选择。在本说明书中,术语“折射率各向异性”可以意指液晶化合物的非寻常折射率(ne)与寻常折射率(no)之差(ne-no)。液晶化合物的折射率各向异性可以为例如0.01至0.3。折射率各向异性可以为0.01或更大、0.05或更大、或者0.07或更大,并且可以为0.3或更小、0.2或更小、0.15或更小、或者0.13或更小。
42、液晶层(其中存在液晶化合物的层)还可以包含二色性染料。当液晶层包含二色性染料时,即使液晶单元包括压敏粘合剂层,其在外基底的粘合过程期间受单元间隙波动的影响也较小,因此具有可以使用于确保液晶单元的结构稳定性和品质均匀性的中间层的厚度相对薄的优点。
43、二色性染料可以控制液晶层的透光率可变特性。在本说明书中,术语“染料”可以意指能够强烈吸收在可见光区域内的至少部分或全部范围内(例如,在400nm至700nm的波长范围内)的光和/或使其变形的材料,以及术语“二色性染料”可以意指能够各向异性吸收在可见光区域的至少部分或全部范围内的光的材料。
44、包含液晶化合物和二色性染料的液晶层可以为ghlc层(guest host liquidcrystal layer,宾主液晶层)。在本说明书中,“ghlc层(宾主液晶层)”可以意指二色性染料根据液晶化合物的排列而排列在一起从而分别相对于二色性染料的配向方向和垂直于所述配向方向的方向表现出各向异性的光吸收特性的功能层。例如,二色性染料是光的吸收率随着偏振方向而变化的物质,其中如果在长轴方向上偏振的光的吸收率大,则其可以被称为p型染料,如果在短轴方向上偏振的光的吸收率大,则其可以被称为n型染料。在一个实例中,当使用p型染料时,在染料的长轴方向上振动的偏振光可以被吸收,而在染料的短轴方向上振动的偏振光可以被较少吸收而被透射。在下文中,除非另有说明,否则认为二色性染料为p型染料。
45、作为二色性染料,例如,可以选择和使用已知具有能够通过所谓的宾主效应根据液晶化合物的取向状态而配向的特性的已知染料。这样的二色性染料的实例包括偶氮染料、蒽醌染料、次甲基染料、偶氮甲碱染料、部花青染料、萘醌染料、四嗪染料、亚苯基染料、四萘嵌三苯(quarterrylene)染料、苯并噻二唑染料、二酮吡咯并吡咯染料、方酸菁染料或吡咯甲川(pyromethene)染料等,但是可应用于本技术的染料不限于此。
46、二色性染料的二色性比(即,通过将与二色性染料的长轴方向平行的偏振光的吸收除以与垂直于该长轴方向的方向平行的偏振光的吸收而获得的值)可以为5或更大、6或更大、或者7或更大。染料可以在可见光区域的波长范围内的至少部分波长或任一波长下(例如在约380nm至700nm、或约400nm至700nm的波长范围内)满足所述二色性比。二色性比的上限可以为例如大概20或更小、18或更小、16或更小、或者14或更小。
47、液晶层中二色性染料的含量可以考虑本技术的目的适当地选择。例如,液晶层中二色性染料的含量可以为0.2重量%或更大。二色性染料的含量可以具体地为0.5重量%或更大、1重量%或更大、2重量%或更大、或者3重量%或更大。二色性染料的含量的上限可以为例如10重量%或更小、9重量%或更小、8重量%或更小、6重量%或更小、或者5重量%或更小。当液晶层中二色性染料的含量太少,可能难以表现出期望的透射率可变特性,并且可能不足以减小用于减少在外基底的粘合过程期间可能发生的单元间隙波动的中间层的厚度。同时,当液晶层中二色性染料的含量太大时,存在析出的风险。因此,二色性染料的含量在以上范围内可以是有利的。
48、液晶层的厚度没有特别限制,并且例如,液晶层的厚度可以为约0.01μm或更大、0.05μm或更大、0.1μm或更大、0.5μm或更大、1μm或更大、1.5μm或更大、2μm或更大、2.5μm或更大、3μm或更大、3.5μm或更大、4μm或更大、4.5μm或更大、5μm或更大、5.5μm或更大、或者6μm或更大。液晶层的厚度的上限没有特别限制,其通常可以为约30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、或者15μm或更小。液晶层的厚度可以根据间隔物的高度来确定。
49、液晶层可以在第一取向状态与不同于第一取向状态的第二取向状态之间切换。可以通过施加外部能量例如电压来控制切换。例如,液晶层在不施加电压的状态下可以保持第一取向状态和第二取向状态中的任一者,然后通过电压施加切换至另一种取向状态。
50、在一个实例中,第一取向状态可以为扭曲取向状态。即,通过施加外部能量,液晶层可以在扭曲取向与不同于扭曲取向的取向状态之间切换。
51、在一个实例中,液晶层可以在扭曲取向状态与垂直取向状态之间切换。在一个实例中,液晶层在不施加电压的状态下可以处于垂直取向状态,而在施加电压的状态下可以处于扭曲取向状态。
52、在本说明书中,“垂直取向状态”是液晶层中液晶化合物的指向矢与液晶层的平面基本上垂直排列的状态,其中例如,由液晶化合物的指向矢相对于液晶层的平面而形成的角度可以例如在约80度至100度或85度至95度的范围内,或者其可以形成近似约90度。
53、在本说明书中,“扭曲取向状态”可以意指其中液晶层中液晶化合物的指向矢沿着假想的螺旋轴扭曲以形成层并取向的螺旋结构。扭曲取向状态可以以垂直取向状态、水平取向状态或倾斜取向状态实现。即,垂直扭曲取向模式为其中各个液晶化合物以垂直取向状态沿着螺旋轴扭曲以形成层的状态;水平扭曲取向模式为其中各个液晶化合物以水平取向状态沿着螺旋轴扭曲以形成层的状态;以及倾斜扭曲取向模式为其中各个液晶化合物以倾斜取向状态沿着螺旋轴扭曲以形成层的状态。根据本技术,扭曲取向状态可以为水平取向状态的扭曲取向状态。
54、在扭曲取向状态下,液晶层的厚度(d)与节距(pitch,p)的比率(d/p)可以为20或更小,并且下限可以为0.5或更大。当扭曲取向状态下的厚度(d)与节距(p)的比率(d/p)在以上范围内时,即使在没有任何偏振器的状态下,光学装置也可以表现出优异的透光率可变特性。通常,当比率d/p为0.7或更大且小于2.5时,其可以称为stn(超扭曲向列)模式,而当比率d/p为2.5或更大时,其可以称为htn(高度扭曲向列)驱动模式。
55、液晶层的节距(p)可以通过使用楔形单元的测量法测量,并且具体地,可以通过d.podolskyy等的simple method for accurate measurements of the cholestericpitch using a stripe-wedge grandjean-cano cell(liquid crystals,第35卷,第7期,2008年7月,789-791)中描述的方法测量。比率(d/p)可以通过将适当量的手性掺杂剂引入到液晶层中来实现。
56、液晶层还可以包含手性掺杂剂,当液晶层包含手性剂时,可以实现扭曲取向状态。可以没有特别限制地使用可以包含在液晶层中的手性剂(或手性掺杂剂),只要其可以在不使液晶性例如向列规则性劣化的情况下引起期望的旋转(扭曲)即可。用于在液晶化合物中引起旋转的手性剂需要在分子结构中包括至少手性。手性剂可以由以下例示: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和光学活性位点的化合物,例如累积多烯或联萘酚。手性剂可以为例如分子量为1,500或更小的低分子量化合物。作为手性剂,还可以使用可商购的手性向列型液晶,例如,可商购自merck co.,ltd.的手性掺杂剂液晶s-811或者basf的lc756。
57、选择手性掺杂剂的施加比使得可以实现期望的比率(d/p)。通常,手性掺杂剂的含量(重量%)可以通过公式100/htp(螺旋扭曲力)×节距(p)(nm)来计算。htp表示手性掺杂剂的扭曲强度,其中手性掺杂剂的含量可以参照上述方法考虑期望的节距来确定。
58、液晶单元的上基底还可以包括在第一基础层10a与压敏粘合剂层10c之间的第一电极层10b。第一电极层10b可以接触第一基础层10a的内侧表面。压敏粘合剂层10c可以接触第一电极层10b的内侧表面。液晶单元的下基底还可以包括在第二基础层20a与间隔物20c之间的第二电极层20b。第二电极层20b可以接触第二基础层20a的内侧表面。间隔物20c可以接触第二电极层20b的内侧表面。
59、第一电极层和第二电极层可以用于提供外部作用例如电场的施加,使得包含在液晶层中的材料透射或阻挡入射光。在一个实例中,第一电极层和/或第二电极层可以包含导电聚合物、导电金属、导电纳米线或金属氧化物例如ito(氧化铟锡)等,但不限于此。第一电极层和/或第二电极层可以通过例如沉积导电聚合物、导电金属、导电纳米线或金属氧化物例如ito(氧化铟锡)来形成。
60、液晶单元的下基底还可以包括配向膜20d。配向膜20d可以存在于间隔物20c上。即,间隔物20c的顶表面部分和/或侧表面部分可以接触配向膜。间隔物20c的下表面部分可以接触第二电极层20b。由于上基底中包括的压敏粘合剂层可以具有液晶取向,因此上基底可以不包括配向膜。即,在第一电极层10b的内侧表面上可以不包括配向膜。
61、在本说明书中,第一基础层、第一电极层和压敏粘合剂层的组合可以称为上基底,第二基础层、第二电极层、间隔物和配向膜的组合可以称为下基底。在液晶单元中,上基底可以不包括除压敏粘合剂层之外的单独配向膜,以及下基底可以包括配向膜。
62、配向膜和液晶层可以彼此接触。配向膜可以为垂直配向膜或水平配向膜。在本说明书中,“水平配向膜”可以意指包含赋予相邻液晶层中存在的液晶化合物水平取向力的取向材料的层。在本说明书中,“垂直配向膜”可以意指包含赋予相邻液晶层中存在的液晶化合物垂直取向力的取向材料的层。相邻液晶化合物相对于垂直配向膜的预倾角可以在80度至90度、85度至90度、或约87度至90度的范围内,以及相邻液晶化合物相对于水平配向膜的预倾角可以在0度至10度、0度至5度、或0度至3度的范围内。与压敏粘合剂层不同,配向膜可以不具有用于粘合上基底和下基底的粘合力。在一个实例中,在图4的液晶单元的状态下,配向膜相对于第一基础层可以具有接近于零的剥离力。
63、配向膜可以为摩擦配向膜或光配向膜。配向膜的取向方向在摩擦配向膜的情况下可以为摩擦方向,以及在光配向膜的情况下可以为待照射的偏振光的方向,其中这样的取向方向可以通过使用吸收型线性偏振器的检测方法来确定。具体地,取向方向可以通过以下来确定:在包含在液晶层中的液晶化合物为水平取向的状态下,在液晶层的一侧上设置吸收型线性偏振器,并且在将该偏振器以360度旋转的同时测量透射率。当在以上状态下用光照射液晶层或吸收型线性偏振器的一侧并且同时从另一侧测量亮度(透射率)时,如果吸收轴或透射轴与液晶配向膜的取向方向一致,则透射率趋于为低的,其中取向方向可以通过反映所应用的液晶化合物的折射率各向异性等的模拟来确定。根据液晶层的模式确定取向方向的方法是已知的,并且在本技术中,可以通过这样的已知方法来确定配向膜的取向方向。
64、配向膜可以包含选自以下中的一者或更多者:已知通过摩擦取向表现出取向能力的材料,例如聚酰亚胺化合物、聚(乙烯醇)化合物、聚(酰胺酸)化合物、聚苯乙烯化合物、聚酰胺化合物和聚氧乙烯化合物;或者已知通过光照射表现出取向能力的材料,例如聚酰亚胺化合物、聚酰胺酸化合物、聚降冰片烯化合物、苯基马来酰亚胺共聚物化合物、聚乙烯基肉桂酸酯化合物、聚偶氮苯化合物、聚乙烯酰亚胺化合物、聚乙烯醇化合物、聚酰胺化合物、聚乙烯化合物、聚苯乙烯化合物、聚亚苯基邻苯二甲酰胺化合物、聚酯化合物、cmpi(chloromethylated polyimide,氯甲基化聚酰亚胺)化合物、pvci(polyvinylcinnamate,聚乙烯基肉桂酸酯)化合物和聚甲基丙烯酸甲酯化合物,但不限于此。
65、间隔物20c可以保持上基底与下基底之间的间隙。液晶层可以存在于上基底与下基底之间不存在间隔物的区域中。
66、间隔物可以为图案化间隔物。间隔物可以具有柱形状或分隔壁形状。分隔壁可以将下基底与上基底之间的空间分隔成两个或更多个空间。在不存在间隔物的区域中,下部中存在的其他膜或其他层可能暴露。例如,第二电极层可能在不存在间隔物的区域中暴露。配向膜可以覆盖间隔物和在不存在间隔物的区域中暴露的第二电极层。在其中将上基底和下基底粘合在一起的液晶单元中,存在于下基底的间隔物上的配向膜和上基底的压敏粘合剂层可以彼此接触。
67、液晶化合物和上述添加剂,例如二色性染料、手性剂等,可以存在于上基底与下基底之间不存在间隔物的区域中。间隔物的形状没有特别限制,其可以没有限制地应用以具有例如圆形、椭圆形或其他多边形形状的多面体。
68、间隔物可以包含可固化树脂。可固化树脂的类型没有特别限制,其中例如,可以使用热固性树脂或可光固化树脂例如可紫外线固化树脂。作为热固性树脂,例如,可以使用有机硅树脂、硅树脂、呋喃树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、酚树脂、尿素树脂、聚酯树脂、或三聚氰胺树脂等,但不限于此。作为可紫外线固化树脂,通常可以使用丙烯酸类聚合物,例如聚酯丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯丙烯酸酯聚合物、环氧丙烯酸酯聚合物、聚氨酯丙烯酸酯聚合物或聚丁二烯丙烯酸酯聚合物、有机硅丙烯酸酯聚合物或丙烯酸烷基酯聚合物等,但不限于此。
69、间隔物可以通过图案化工艺形成。例如,间隔物可以通过光刻工艺形成。光刻工艺可以包括在基础层或电极层上施加可固化树脂组合物,然后用紫外线经由图案掩模对其进行照射的过程。图案掩模可以图案化为紫外线透射区域和紫外线阻挡区域。光刻工艺还可以包括对经紫外线照射的可固化树脂组合物进行洗涤的过程。经紫外线照射的区域发生固化,并且未经紫外线照射的区域保持处于液相,使得通过洗涤过程将其除去,由此可以将其图案化为分隔壁形状。在光刻工艺中,在紫外线照射之后,可以对图案掩模进行离型处理以容易地分离树脂组合物与图案掩模,或者也可以在树脂组合物的层与图案掩模之间放置离型纸。
70、可以在不损害本技术的目的的范围内适当地选择间隔物的宽度(线宽)、间隔(节距)、高度(厚度)和面积。例如,间隔物的宽度(线宽)可以在10μm至500μm的范围内或10μm至50μm的范围内。间隔物的间隔(节距)可以在10μm至1000μm的范围内或100μm至1000μm的范围内。相对于100%的第二基础层的总面积,间隔物的面积可以为约5%或更大,并且可以为50%或更小。当间隔物的面积在以上范围内时,可以在充分确保上基底与下基底之间的附接力的同时有利于确保优异的电光特性。间隔物的高度(厚度)范围可以为例如1μm至30μm或3μm至20μm。
71、本技术涉及光学装置。本技术的光学装置可以顺序地包括第一外基底、所述液晶单元和第二外基底。在这种情况下,液晶单元的上基底可以靠近第一外基底设置,液晶单元的下基底可以靠近第二外基底设置。
72、第一外基底和第二外基底可以各自独立地为无机基底或聚合物基底。无机基底没有特别限制,并且可以使用公知的无机基底。在一个实例中,可以使用具有优异的透光率的玻璃基底作为无机基底。作为玻璃基底的实例,可以使用钠钙玻璃基底、一般的钢化玻璃基底、硼硅酸盐玻璃基底或无碱玻璃基底等,但不限于此。作为聚合物基底,可以使用纤维素膜,例如tac(三乙酰纤维素)或dac(二乙酰纤维素);cop(环烯烃共聚物)膜,例如降冰片烯衍生物;丙烯酸类膜,例如par(聚丙烯酸酯)或pmma(聚(甲基丙烯酸甲酯));pc(聚碳酸酯)膜;聚烯烃膜,例如pe(聚乙烯)或pp(聚丙烯);pva(聚乙烯醇)膜;pi(聚酰亚胺)膜;基于砜的膜,例如psf(聚砜)膜、pps(聚苯砜)膜或pes(聚醚砜)膜;peek(聚醚醚酮)膜;pei(聚醚酰亚胺)膜;基于聚酯的膜,例如pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜或pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜;或氟树脂膜等,但不限于此。在第一外基底和第二外基底的每一者中,根据需要,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功能层。
73、在一个实例中,第一外基底和/或第二外基底可以为玻璃基底。第一外基底和/或第二外基底的面积可以大于第一基础层和/或第二基础层的面积。
74、第一外基底和第二外基底各自可以具有约0.3mm或更大的厚度。在另一个实例中,厚度可以为约0.5mm或更大、1mm或更大、1.5mm或更大、或者约2mm或更大,并且也可以为约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、或者约3mm或更小。
75、第一外基底和第二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,第一外基底和第二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。此外,在此,在同时具有弯曲表面形状的情况下,各自的曲率或曲率半径可以相同或不同。在本说明书中,曲率或曲率半径可以以行业中已知的方式测量,并且例如,可以使用非接触式设备例如2d轮廓激光传感器、彩色共焦线传感器或3d测量共聚焦显微镜来测量。使用这样的设备测量曲率或曲率半径的方法是已知的。
76、在一个实例中,第一外基底和第二外基底各自可以为双弯曲表面基底。在诸如减压、加压或高压的过程条件下进行以下将描述的高压釜过程,但是由于外基底的双弯曲表面,可能出现不均匀的应力,并且特别地,在减压条件下,当上基底与下基底具有低粘合性时,可能出现分层。由分层引起的液晶流动可能导致挤压和溢流缺陷。特别地,在上基底与下基底之间存在液晶的区域中可能容易出现这种缺陷,因为其具有较差的粘合性。然而,根据本发明,通过确保非液晶区域的宽度在预定范围或更大,可以解决上述缺陷。
77、光学装置还可以包括定位在第一外基底与液晶单元之间和第二外基底与液晶单元之间的至少一个或更多个粘合剂层。
78、在一个实例中,光学装置还可以包括在第一外基底与液晶单元之间的第一粘合剂层以及在第二外基底与液晶单元之间的第二粘合剂层。第一粘合剂层的一个表面可以直接接触第一外基底,以及另一个表面可以直接接触液晶单元。第二粘合剂层的一个表面可以直接接触第二外基底,以及另一个表面可以直接接触液晶单元。在本说明书中,a直接接触b的情况可以意指a和b直接接触而在a与b之间没有任何中间物的状态。
79、在一个实例中,光学装置还可以包括定位在第一外基底与液晶单元之间和第二外基底与液晶单元之间的至少一个或更多个中间层。中间层可以为例如偏振器。在一个实例中,光学装置可以包括定位在第一外基底与液晶单元之间的第一偏振器,以及可以包括定位在第二外基底与液晶单元之间的第二偏振器。当光学装置还包括第一偏振器和第二偏振器时,其还可以包括在第一外基底与第一偏振器之间的第一粘合剂层、在第一偏振器与液晶单元之间的第二粘合剂层、和在液晶单元与第二偏振器之间的第三粘合剂层、以及在第二偏振器与第二外基底之间的第四粘合剂层。在这种情况下,第一粘合剂层的一个表面可以直接接触第一外基底,以及另一个表面可以直接接触第一偏振器。第二粘合剂层的一个表面可以直接接触第一偏振器,以及另一个表面可以直接接触液晶单元。第三粘合剂层的一个表面可以直接接触液晶单元,以及另一个表面可以直接接触第二偏振器。第四粘合剂层的一个表面可以直接接触第二偏振器,以及另一个表面可以直接接触第二外基底。
80、在本说明书中,术语偏振器意指具有偏振功能的膜、片或元件。偏振器为能够从在多个方向上振动的入射光中提取在一个方向上振动的光的功能元件。
81、第一偏振器和第二偏振器可以各自为吸收型偏振器或反射型偏振器。在本说明书中,吸收型偏振器意指对于入射光表现出选择性的透射和吸收特性的元件。例如,吸收型偏振器可以透射在多个方向上振动的入射光中的在任一方向上振动的光并且可以吸收在其他方向上振动的光。在本说明书中,反射型偏振器意指对于入射光表现出选择性的透射和反射特性的元件。例如,反射型偏振器可以透射在多个方向上振动的入射光中的在任一方向上振动的光并且可以反射在其他方向上振动的光。根据本技术的一个实例,偏振器可以为吸收型偏振器。
82、第一偏振器和第二偏振器各自可以为线性偏振器。在本说明书中,线性偏振器意指这样的情况:其中选择性透射的光为在任一方向上振动的线偏振光,并且选择性吸收或反射的光为在与线偏振光的振动方向垂直的方向上振动的线偏振光。在吸收型线性偏振器的情况下,光透射轴与光吸收轴可以彼此垂直。在反射型线性偏振器的情况下,光透射轴与光反射轴可以彼此垂直。
83、在一个实例中,第一偏振器和第二偏振器可以各自为用碘或各向异性染料染色的拉伸聚合物膜。作为拉伸聚合物膜,可以例示pva(聚(乙烯醇))拉伸膜。在另一个实例中,第一偏振器和第二偏振器各自可以为宾-主型偏振器,其中在取向状态下聚合的液晶为主体,以及根据液晶的取向排列的各向异性染料为客体。在另一个实例中,第一偏振器和第二偏振器可以各自为热致液晶膜或溶致液晶膜。
84、可以分别在第一偏振器和第二偏振器的一侧或两侧上另外地形成保护膜、抗反射膜、延迟膜、压敏粘合剂层、粘合剂层、表面处理层等。作为保护膜的材料,例如,可以使用具有优异的透明度、机械强度、热稳定性、水分阻挡特性或各向同性特性等的热塑性树脂。这样的树脂的实例可以由以下例示:纤维素树脂例如tac(三乙酰纤维素)、聚酯树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚烯烃树脂、(甲基)丙烯酸树脂、环状聚烯烃树脂例如降冰片烯树脂、聚芳酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂或其混合物等。延迟膜可以为例如1/4波片或1/2波片。1/4波片对波长为550nm的光的面内延迟值可以在约100nm至180nm的范围内,为100nm或150nm。1/2波片对波长为550nm的光的面内延迟值可以在约200nm至300nm或250nm至300nm的范围内。延迟膜可以为例如拉伸聚合物膜或液晶聚合膜。
85、第一偏振器和第二偏振器对波长为550nm的光的透射率可以各自在40%至50%的范围内。透射率可以意指偏振器对波长为550nm的光的单透射率。偏振器的单透射率可以使用例如光谱仪(v7100,由jasco制造)来测量。例如,在将偏振器样品(没有上保护膜和下保护膜)安装在设备上的状态下将空气设定为基线,并且在使偏振器样品的轴与参照偏振器的轴垂直和水平对齐的状态下测量各透射率之后,可以计算单透射率。
86、当第一中间层和第二中间层分别包括第一偏振器和第二偏振器时,第一偏振器的光透射轴与第二偏振器的光透射轴可以彼此垂直。具体地,由第一偏振器的光透射轴与第二偏振器的光透射轴形成的角度可以在80度至100度或85度至95度的范围内。在这种情况下,第一中间层与液晶单元之间的第二粘合剂层以及第二中间层与液晶单元之间的第三粘合剂层的厚度可以各自为380μm或更小。当第一偏振器的光透射轴与第二偏振器的光透射轴彼此垂直时,根据第一偏振器与第二偏振器之间的分离距离,可能发生光泄漏,但是通过将第二粘合剂层和第三粘合剂层的厚度设定在上述范围内,使第一偏振器与第二偏振器之间的分离距离最小化,使得可以在减少光泄露的同时确保液晶单元的结构安全性。第二粘合剂层和第三粘合剂层的厚度的下限可以各自为10μm或更大。
87、在一个实例中,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的储能弹性模量可以各自高于液晶单元中包括的压敏粘合剂层的储能弹性模量。此外,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的损耗弹性模量可以各自高于液晶单元中包括的压敏粘合剂层的损耗弹性模量。当第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的储能弹性模量或损耗弹性模量高于压敏粘合剂层的储能弹性模量或损耗弹性模量时,即使在耐久性条件下也可以减少外观缺陷。
88、在一个实例中,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层在25℃的温度和1hz的频率下的储能弹性模量也可以在1mpa至100mpa的范围内。储能弹性模量可以具体地为3mpa或更大,并且可以为80mpa或更小、60mpa或更小、40mpa或更小、20mpa或更小、或者10mpa或更小。在一个实例中,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层在25℃的温度和1hz的频率下的损耗弹性模量可以各自在1mpa至100mpa的范围内。损耗弹性模量可以具体地为1mpa或更大,并且可以为80mpa或更小、60mpa或更小、40mpa或更小、20mpa或更小、或者10mpa或更小。第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的储能弹性模量可以各自具有比损耗弹性模量更高的值。
89、作为一个实例,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的杨氏模量(e)可以在0.1mpa至100mpa的范围内。作为另一个实例,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的杨氏模量(e)可以为0.2mpa或更大、0.4mpa或更大、0.6mpa或更大、0.8mpa或更大、1mpa或更大、5mpa或更大、或者约10mpa或更大,并且可以为约95mpa或更小、80mpa或更小、75mpa或更小、70mpa或更小、65mpa或更小、60mpa或更小、55mpa或更小、或者约50mpa或更小。杨氏模量(e)例如可以以astm d882中规定的方式测量,并且可以使用可以以由相关标准提供的形式切割膜并测量应力-应变曲线(可以同时测量力和长度)的设备,例如utm(万能试验机)来测量。当光学装置中包括的粘合剂层的杨氏模量在以上范围内时,可以更有利于确保光学装置的优异耐久性。当粘合剂层为至少两个或更多个子粘合剂层的层合体时,子粘合剂层中的每一者均可以满足上述杨氏模量范围。
90、作为一个实例,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层的热膨胀系数可以各自为2,000ppm/k或更小。在另一个实例中,热膨胀系数可以为约1,900ppm/k或更小、1,700ppm/k或更小、1,600ppm/k或更小、或约1,500ppm/k或更小,或者可以为约10ppm/k或更大、20ppm/k或更大、30ppm/k或更大、40ppm/k或更大、50ppm/k或更大、60ppm/k或更大、70ppm/k或更大、80ppm/k或更大、90ppm/k或更大、100ppm/k或更大、200ppm/k或更大、300ppm/k或更大、400ppm/k或更大、500ppm/k或更大、600ppm/k或更大、700ppm/k或更大、或约800ppm/k或更大。粘合剂层的热膨胀系数可以例如根据astm d696的规定测量,其中热膨胀系数可以通过以由相关标准提供的形式将其切割并测量每单位温度的长度变化来计算,以及可以通过已知方法例如tma(热机械分析)来测量。当光学装置中包括的粘合剂层的热膨胀系数在以上范围内时,可以更有利于确保光学装置的优异耐久性。当中间层为至少两个或更多个子粘合剂层的层合体时,每个子粘合剂层可以满足所述热膨胀系数的范围。
91、第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层可以各自为热塑性聚氨酯(tpu)粘合剂层、聚酰胺粘合剂层、聚酯粘合剂层、eva(乙烯乙酸乙烯酯)粘合剂层、丙烯酸类粘合剂层、有机硅粘合剂层或聚烯烃粘合剂层。根据本技术的一个实例,第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和第四粘合剂层可以各自为热塑性聚氨酯粘合剂层。
92、作为一个实例,光学装置中包括的粘合剂层的总厚度之和可以为200μm或更大。粘合剂层的总厚度之和可以意指光学装置中包括的所有粘合剂层的厚度之和。作为一个实例,当光学装置包括第一粘合剂层和第二粘合剂层时,其可以意指所述粘合剂层的厚度之和。在另一个实例中,当光学装置包括第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和第四粘合剂层时,其可以意指所述粘合剂的厚度之和。当粘合剂层的总厚度在以上范围内时,可以通过使在外基底的粘合过程中的缺陷最小化来确保光学装置的结构稳定性和均匀的外观特性。粘合剂层的总厚度之和可以具体地为500μm或更大、1,000μm或更大、1,500μm或更大、或者2,000μm或更大。粘合剂层的总厚度之和可以为例如约6,000μm或更小、5,000μm或更小、4,000μm或更小、或者3,000μm或更小。如果粘合剂层的总厚度太厚,则光学装置的电光特性例如透射率特性可能劣化,因此总厚度在以上范围内可以是有利的。
93、第一粘合剂层、第二粘合剂层、第三粘合剂层和/或第四粘合剂层中的每一者可以具有一个粘合剂层的单层结构,或者可以为两个或更多个子粘合剂层的层合体。子粘合剂层的厚度和数量可以考虑中间层的期望厚度来控制。在一个实例中,具有单层结构的一个粘合剂层或子中间层的厚度可以在100μm至500μm的范围,或300μm至400μm的范围内。
94、光学装置还可以包括围绕液晶单元的侧表面的外层。在光学装置中,液晶单元的顶部面积可以小于第一外基底或第二外基底的顶部面积。此外,液晶单元的顶部面积可以小于光学装置中包括的第一粘合剂层至第四粘合剂层的顶部面积。此外,液晶单元的顶部面积可以小于光学装置中包括的第一中间层至第二中间层的顶部面积。
95、在一个实例中,液晶单元可以由第一粘合剂层至第四粘合剂层和外层封装。在本技术中,术语封装可以意指用粘合剂层和外层覆盖液晶单元的整个表面。根据期望的结构,例如,可以通过在真空状态下将层合体压紧的方法来实现封装结构,所述层合体顺序地包括第一外基底、第一粘合剂层、第一偏振器、第二粘合剂层、液晶单元、第三粘合剂层、第二偏振器、第四粘合剂层和第二外基底,并且包括围绕液晶单元的侧表面的外层。通过这样的封装结构,光学装置的耐久性和耐候性得到极大地改善,并因此,可以稳定地应用于户外应用例如天窗。
96、外层可以包含例如热塑性聚氨酯(tpu)粘合剂、聚酰胺粘合剂、聚酯粘合剂、eva(乙烯乙酸乙烯酯)粘合剂、丙烯酸类粘合剂、有机硅粘合剂或聚烯烃粘合剂。在一个实例中,外层可以由与第一粘合剂层至第四粘合剂层的材料相同的材料形成。关于外层的物理特性,可以同等地应用第一粘合剂层和第二粘合剂层中描述的物理特性。
97、本技术还涉及用于制造光学装置的方法。
98、在一个实例中,当光学装置不包括偏振器作为中间层时,光学装置的制造方法可以包括以下步骤:制备层合体,所述层合体顺序地包括第一外基底、第一粘合剂层、液晶单元、第二粘合剂层和第二外基底并且包括围绕液晶单元的侧表面的外层;以及对该层合体进行高压釜处理。
99、在另一个实例中,当光学装置包括第一偏振器和第二偏振器作为中间层时,所述方法可以包括以下步骤:制备层合体,所述层合体顺序地包括第一外基底、第一粘合剂层、第一偏振器、第二粘合剂层、液晶单元、第三粘合剂层、第二偏振器、第四粘合剂层和第二外基底并且包括围绕液晶单元的侧表面的外基底;以及对该层合体进行高压釜处理。
100、除非在光学装置的制造方法中另有说明,否则可以同等地应用光学装置中描述的内容。
101、当光学装置还包括除液晶单元和偏振器之外的其他元件时,层合体还可以在期望的位置包括除液晶单元和偏振器之外的其他元件。
102、高压釜过程可以通过对层合步骤之后形成的层合体进行加热和/或加压来进行。
103、高压釜过程的条件没有特别限制,并且其可以例如根据所施加的中间层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80℃或更高、90℃或更高、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大概约200℃或更低、190℃或更低、180℃或更低、或者170℃或更低,以及过程压力的上限可以为大概约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。
104、这样的光学装置可以用于各种应用,并且例如,可以用于眼部佩戴物例如太阳镜或者ar(增强现实)或vr(虚拟现实)眼部佩戴物、建筑物外墙或车辆用天窗等。在一个实例中,光学装置自身可以为车辆用天窗。例如,在包括其中形成有至少一个开口的汽车车身的汽车中,可以安装和使用附接至开口的光学装置或车辆用天窗。
105、有益效果
106、本技术的液晶单元和光学装置可以适当地保持液晶单元的单元间隙,在上基底与下基底之间具有优异的粘合性,并且解决了由于电极后处理中可能发生的分层而引起的外基底粘合过程期间可能发生的挤压和液晶溢流问题。
本文地址:https://www.jishuxx.com/zhuanli/20241118/331365.html
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 YYfuon@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。