光学装置的制作方法

1.本技术涉及光学装置。
2.本技术要求基于日期为2020年10月29日的韩国专利申请第10-2020-0142093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：

3.对于使用柔性基底的液晶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。
4.在非专利文献1(“tight bonding of two plastic substrates for flexible lcds”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在相对基底上的技术。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；在上基底与下基底的层合时，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。


技术实现要素：

5.技术问题
6.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，并且在上基底上形成具有液晶取向力和粘合力二者的压敏粘合剂层，然后层合。然而，由于压敏粘合剂层的模量非常低，这样的结构容易受到外部压力的影响，由此难以在高压釜过程中在高温和高压下获得良好的外观品质。具体地，当在高压釜过程中无法确保液晶单元的结构稳定性时，发生诸如单元间隙塌陷、或者液晶的流动/集聚的缺陷，这导致液晶单元的电光特性和外观均匀性降低。
7.本技术提供了光学装置，所述光学装置可以通过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附接力，并使诸如挤压或集聚的缺陷最小化来确保结构稳定性和良好的品质均匀性。
8.技术方案
9.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。术语室温是没有加热或冷却的自然温度，其通常为在约10℃至30℃的范围内，或者约23℃或约25℃左右的温度。此外，除非在说明书中另有说明，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，其中通常约1个大气压左右被称为常压。
10.本技术涉及光学装置。图1示例性地示出了本技术的光学装置。如图1所示，光学装置可以包括第一外基底100a、与第一外基底100a相对设置的第二外基底100b、和定位在第
一外基底与第二外基底之间的液晶元件300。光学装置可以包括定位在第一外基底与液晶元件之间以及第二外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层。图1示例性地示出了包括分别定位在第一外基底100a与液晶元件300之间以及第二外基底100b与液晶元件300之间的中间层200a、200b的光学装置。
11.第一外基底和第二外基底可以各自独立地为无机基底或塑料基底。可以没有任何特别限制地使用公知的无机基底作为无机基底。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中的每一者中，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。
12.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。为了克服液晶元件的物理限制，在汽车工业或窗工业中，可以将玻璃基底层合至液晶元件的两侧，或者可以将玻璃基底层合至液晶元件的一侧并且可以将膜基底层合至液晶元件的另一侧。在其汽车工业中，需要通过粘合剂层将玻璃基底层合至液晶元件的两侧的方法。然而，液晶元件由于压敏粘合剂层的使用而容易受到外部压力的影响，因此在玻璃基底层合过程例如高压釜中在高温和高压下，可能发生诸如单元间隙塌陷、或者液晶的流动或集聚的缺陷。根据本发明，如下所述，控制中间层的厚度，由此可以使缺陷最小化，并且可以确保光学装置的结构稳定性和品质均匀性。
13.第一外基底和第二外基底可以各自具有约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，并且还可以为约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。
14.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并且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，各个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工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。
15.关于第一外基底和第二外基底，例如，当前表面和背表面上的曲率或曲率半径不同时，相对表面的相应曲率或曲率半径，即在第一外基底的情况下面向第二外基底的表面的曲率或曲率半径和在第二外基底的情况下面向第一外基底的表面的曲率或曲率半径，可以为参考。此外，当相关表面具有曲率或曲率半径不恒定且不同的部分时，最大曲率或曲率
半径可以为参考，或者最小曲率或曲率半径可以为参考，或者平均曲率或平均曲率半径可以为参考。
16.第一外基底和第二外基底可以各自具有在约10％以内、9％以内、8％以内、7％以内、6％以内、5％以内、4％以内、3％以内、2％以内或约1％以内的曲率或曲率半径的差。当大曲率或曲率半径为cl且小曲率或曲率半径为cs时，曲率或曲率半径的差为由100
×
(cl-cs)/cs计算的值。此外，曲率或曲率半径的差的下限没有特别限制。由于第一外基底和第二外基底的曲率或曲率半径的差可以相同，因此曲率或曲率半径的差可以为约0％或更大，或者大于约0％。这样的曲率或曲率半径的控制在如本技术的光学装置中其中液晶元件接触中间层的结构中是有用的。即，当曲率或曲率半径超过10％时，在外基底和液晶元件与以下待描述的中间层接触时，可能发生粘结的外基底由于粘结力的劣化而散开的问题。然而，如果将其控制在10％以内，则可以有效地防止粘结的外基底由于粘结力的劣化而散开的问题。
17.第一外基底和第二外基底可以具有相同的曲率符号。换言之，第一外基底和第二外基底可以以相同方向弯曲。即，在以上情况下，第一外基底的曲率中心和第二外基底的曲率中心二者均存在于第一外基底和第二外基底的上部和下部的相同部分中。当第一外基底和第二外基底以相同方向弯曲时，第一外基底和第二外基底可以通过中间层更有效地粘结，并且在粘结之后，可以更有效地防止第一外基底和第二外基底与液晶元件和/或偏振器的粘结力劣化。
18.第一外基底和第二外基底的各曲率或曲率半径的具体范围没有特别限制。在一个实例中，第一外基底和第二外基底中的每一者的曲率半径可以为约100r或更大、200r或更大、300r或更大、400r或更大、500r或更大、600r或更大、700r或更大、800r或更大、或者约900r或更大，或者可以为约10,000r或更小、9,000r或更小、8,000r或更小、7,000r或更小、6,000r或更小、5,000r或更小、4,000r或更小、3,000r或更小、2,000r或更小、1,900r或更小、1,800r或更小、1,700r或更小、1,600r或更小、1,500r或更小、1,400r或更小、1,300r或更小、1,200r或更小、1,100r或更小、或者约1,050r或更小。在此，r意指半径为1mm的圆的弯曲度。因此，在此，例如，100r为半径为100mm的圆的弯曲度或者这样的圆的曲率半径。第一外基底和第二外基底可以具有上述范围内的相同或不同的曲率半径。在一个实例中，当第一外基底和第二外基底的曲率彼此不同时，其中具有大曲率的基底的曲率半径可以在上述范围内。在一个实例中，当第一外基底和第二外基底的曲率彼此不同时，其中具有大曲率的基底可以为在使用光学装置时设置在重力方向上的基底。当如上控制第一基底和第二基底的曲率或曲率半径时，即使由以下待描述的中间层引起的粘结力降低，为恢复力和重力的总和的净力也可以起到防止变宽的作用。
19.在一个实例中，光学装置在第一外基底与液晶元件之间以及第二外基底与液晶元件之间可以不包括偏振器。在另一个实例中，光学装置还可以在第一外基底与液晶元件之间以及第二外基底与液晶元件之间的至少一个位置中包括偏振器。
20.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。偏振器是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。
21.偏振器可以为吸收型偏振器或反射型偏振器。在本说明书中，吸收型偏振器意指相对于入射光表现出选择性的透射和吸收特性的元件。例如，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，反射型偏振器意指相对于入射光表现出选择性的透射和反射特性的元件。例如，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。
22.偏振器可以为线性偏振器。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，光透射轴和光吸收轴可以彼此垂直。在反射型线性偏振器的情况下，光透射轴和光反射轴可以彼此垂直。
23.在一个实例中，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，偏振器可以各自为热致液晶膜或溶致液晶膜。
24.可以分别在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。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、100nm或150nm的范围内。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。
25.偏振器中的每一者对波长为550nm的光的透射率可以在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(不包括上保护膜和下保护膜)放置在设备上的状态下将空气设定为基线，并且在偏振器样品的轴与参考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。
26.当假定在液晶元件的第一取向状态下实现阻挡状态时，可以将偏振器设置在光学装置中使得由第一取向状态的平均光轴(光轴的矢量和)与偏振器的光吸收轴形成的角度为约80度至约100度、或约85度至约95度，或者为大致垂直的，或者可以将偏振器设置在光学装置中使得该角度为35度至约55度、或约40度至约50度、或约45度。
27.图2示例性地示出了液晶元件。如图2所示，液晶元件可以包括第一基础层10a、形成在第一基础层的内侧上的压敏粘合剂层10c、与第一基础层10a相对设置的第二基础层20a、形成在第二基础层20a的内侧上的间隔物20c以及定位在第一基础层10a与第二基础层10b之间的液晶层30。
28.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、晶体硅膜或无定形硅膜或者石英或ito(氧化铟锡)膜、或聚合物膜，并且在实现柔性元件方面，可以使用聚合物膜。
29.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)或无定形氟树脂等，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。
30.第一基础层和第二基础层可以各自具有约10μm至约1,000μm的厚度。作为另一个实例，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上述范围时，可以在通过将液晶元件与外基底层合来制造光学装置时减少外观缺陷例如褶皱。
31.压敏粘合剂层可以存在于第一基础层的内表面上。在本说明书中，包括在液晶元件中的构造的“内表面”可以意指面向液晶层的表面。
32.压敏粘合剂层可以为光学透明的。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。
33.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的压敏粘合剂层或水平取向的压敏粘合剂层。在本说明书中，“垂直取向的压敏粘合剂”可以意指具有能够将上基底和下基底粘结的附接力同时对相邻液晶化合物赋予垂直取向力的压敏粘合剂。在本说明书中，“水平取向的压敏粘合剂”可以意指具有能够将上基底和下基底粘结的附接力同时对相邻液晶化合物赋予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的压敏粘合剂的预倾角可以在80度至90度、85度至90度或者约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的压敏粘合剂的预倾角可以在0度至10度、0度至5度或者0度至3度的范围内。
34.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。
35.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上述范围内时，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元件时的缺陷(例如压敏粘合剂的挤压或集聚)最小化。
36.作为压敏粘合剂层，可以适当地使用在工业上被称为所谓的oca(光学透明粘合剂)的各种类型的压敏粘合剂。压敏粘合剂可以与在将待附接的物体粘结之后固化的ocr(光学透明树脂)型粘合剂的不同之处在于其在将待附接的物体粘结之前固化。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、基于环氧化物的压敏粘合剂或基于氨基甲酸酯的压敏粘合剂。
37.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。有机硅压敏粘合剂可以包含作为压敏粘合剂树脂的可固化有机硅化合物的固化产物。
38.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。
39.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。
40.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。
41.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r
12
sio
1/2
表示的硅氧烷单元和由r
12
r2sio
1/2
表示的硅氧烷单元以及由sio
4/2
表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由r
12
r2sio
1/2
表示的硅氧烷单元和由sio
4/2
表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由r1r2sio
2/2
表示的硅氧烷单元和由r1sio
3/2
表示的硅氧烷单元或由r2sio
3/2
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。
42.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r
13
sio
1/2
表示的硅氧烷单元、由r
12
hsio
1/2
表示的硅氧烷单元和由sio
4/2
表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由r
12
hsio
1/2
表示的硅氧烷单元和由sio
4/2
表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由r1hsio
2/2
表示的硅氧烷单元和由r1sio
3/2
表示的硅氧烷单元或由hsio
3/2
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。
43.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’dsa100产品)来测量。具体地，重复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5次，从而获得所得五个接触角值的平均值，同
样地，重复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经由owens-wendt-rabel-kaelble方法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)，其中极性项(γ极性)在表面能γ表面中的比率可以定义为表面的极性。
44.液晶元件的上基底和下基底可以通过压敏粘合剂层彼此附接。具体地，上基底的压敏粘合剂层和下基底的间隔物可以彼此附接。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。
45.压敏粘合剂层的储能弹性模量可以为1mpa或更小。压敏粘合剂层的储能弹性模量的下限可以为例如0.01mpa或更大。具体地，压敏粘合剂层的储能弹性模量(g2)可以为0.02mpa或更大、0.04mpa、0.06mpa、0.08mpa或者0.1mpa或更大，并且可以为0.8mpa或更小、0.6mpa或更小、0.4mpa或更小、或者0.2mpa或更小。储能弹性模量可以为在25℃的温度和6弧度/秒的频率下测量的值。为了克服液晶元件的物理限制，可以通过中间层将外基底一起粘结在液晶元件的两侧上，但由于压敏粘合剂层的模量低，容易受到外部压力的影响，由此可能发生诸如单元间隙塌陷或者液晶流动或集聚的缺陷。根据本发明，如下所述，控制包括在光学装置中的中间层的厚度，由此可以使缺陷最小化并且可以确保光学装置的结构稳定性和品质均匀性。
46.液晶层可以包含液晶化合物。作为液晶化合物，可以使用其取向方向可以通过施加外部作用而改变的液晶化合物。在本说明书中，术语“外部作用”可以意指可以影响包含在液晶层中的材料的行为的任何外部因素，例如外部电压等。因此，没有外部作用的状态可以意指不施加外部电压等的状态。
47.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尽管在其位置方面没有规则性，但在液晶分子的长轴方向上平行排列的液晶。近晶型液晶可以意指棒状液晶分子规则地排列以形成分层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。
48.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、约50℃或更高、约60℃或更高、约70℃或更高、约80℃或更高、约90℃或更高、约100℃或更高、或者约110℃或更高的清亮点，或者具有在上述范围内的相变点(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、约150℃或更低、或者约140℃或更低。
49.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。
50.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和由于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和由于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。液晶分子的介电常数各向异性可以在5至25的范围内。
51.液晶化合物的折射率各向异性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与寻常折射率之差。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。
52.液晶层还可以包含二色性染料。当液晶层包含二色性染料时，即使液晶元件包括压敏粘合剂层，单元间隙波动在外基底的层合过程时也受到较小的影响，因此存在可以使中间层的厚度相对薄以确保液晶元件的结构稳定性和品质均匀性的优点。
53.二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，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。
54.包含液晶化合物和二色性染料的液晶层可以为ghlc层(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，而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。
55.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。
56.作为二色性染料，可以使用二色性比(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)为5或更大、6或更大、或者7或更大的染料。染料可以在可见光区域的波长范围内(例如，在约380nm至700nm或约400nm至700nm的波长范围内)的至少部分波长或任一波长下满足所述二色性比。二色性比的上限可以为例如20或更小、18或更小、16或更小、或者14或更小左右。
57.液晶层中的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，液晶层中的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。当液晶层中的二色性染料的含量太小时，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中间层的厚度以减少在外基底的层合过程时可能发生的单元间隙波动。同时，当液晶层中的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上述范围内可以是有利的。
58.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、6μm或更大、6.5μm或更大、7μm或更大、7.5μm或更大、8μm或更大、8.5μm或更大、9μm或更大、或者9.5μm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。
59.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。可以例如通过施加外部能量例如电压来调节切换。例如，液晶层可以在不施加电压的状态下保持第一取向状态和第二取向状态中的任一者，并且可以通过电压施加切换至另一种取向状态。
60.在一个实例中，第一取向状态可以为扭曲取向状态。即，通过外部能量的施加，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。在这种情况下，光学装置在第一外基底与液晶元件之间以及第二外基底与液晶元件之间可以不包括偏振器。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，在不施加电压的状态下，液晶层可以处于扭曲取向状态，而在施加电压的状态下，可以处于垂直取向状态。
61.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大致垂直排列的状态，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。
62.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在沿假想的螺旋轴扭曲并取向的同时形成层的螺旋结构。扭曲取向状态可以在垂直取向状态、水平取向状态或倾斜取向状态下实现。即，垂直扭曲取向模式是单个液晶化合物在垂直取向状态下沿螺旋轴扭曲的同时形成层的状态；水平扭曲取向模式是单个液晶化合物在水平取向状态下沿螺旋轴扭曲的同时形成层的状态；以及倾斜扭曲取向模式是单个液晶化合物在倾斜取向状态下沿螺旋轴扭曲的同时形成层的状态。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。
63.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)在上述范围内时，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。
64.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 cholesteric pitch 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。
65.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s811或者basf的lc756。
66.手性掺杂剂的施加比选择为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。
67.在另一个实例中，第一取向状态可以为水平取向状态。即，液晶层可以通过外部能量施加在水平取向与不同于水平取向的取向状态之间切换。在一个实例中，液晶层可以在水平配向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水平取向状态，而在施加电压的状态下可以处于垂直取向状态。在这种情况下，光学装置还可以在第一外基底与液晶元件之间或在第二外基底与液晶元件之间包括一个偏振器。
68.在本说明书中，“水平取向状态”是液晶层中液晶化合物的指向矢与液晶层的平面大致平行排列的状态，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0度至10度或0度至5度的范围内，或者其可以形成近似约0度。
69.液晶元件还可以包括形成在第一基础层10a的内表面上的第一电极层10b。此时，压敏粘合剂层10c可以存在于第一电极层10b的内表面上。即，第一电极层10b可以存在于第一基础层10a与压敏粘合剂层10c之间。液晶元件还可以包括形成在第二基础层20a的内表面上的第二电极层20b。此时，间隔物20d可以存在于第二电极层20b的内表面上。即，第二电极层20b可以存在于第二基础层20a与间隔物20d之间。
70.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。上第二电极层和/或下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。
71.液晶元件还可以包括在第二电极层20b的内表面上的配向膜20d。间隔物20c可以存在于第二电极层20b与配向膜20d之间。配向膜可以形成在间隔物上。即，间隔物的顶表面部分和/或侧表面部分可以与配向膜接触。间隔物的底表面可以接触第二电极层。由于压敏粘合剂层可以具有液晶取向特性，因此在第一电极层的内表面上可以不包括配向膜。
72.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，以及第二基础层、第二电极层、间隔物和配向膜的组合可以称为下基底。在液晶元件中，上基底除了压敏粘合剂层之外可以不包括单独的配向膜，以及下基底可以包括配向膜。
73.配向膜与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”可以意指包含对相邻液晶层中存在的液晶化合物赋予水平取向力的取向材料的层。在本说明书中，“垂直配向膜”可以意指包含对相邻液晶层中存在的液晶化
合物赋予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、或者约87度至90度的范围内，并且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度或者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结上基底和下基底的粘合力。在一个实例中，在图2的液晶元件的状态下，配向膜相对于第一基础层可以具有接近于零的剥离力。
74.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，可以通过如下来确定取向方向：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。
75.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。
76.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。
77.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不存在间隔物的区域中暴露的第二电极层。在将上基底和下基底粘结在一起的液晶元件中，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。
78.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的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便具有例如圆形、椭圆形或其他多边形形状的多面体。
79.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。
80.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，然后经由图案掩膜用紫外线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洗涤经紫外线照射的可固化树脂组合物的过程。使经紫外线照射的区域固化，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，可以对图案掩膜进行离型处理以容易地分离树脂组合物与图案掩膜，或者也可以在树脂组合物的层与图案掩膜之间放置离型纸。
81.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(间距)、厚度和面积。例如，间隔物的宽度(线宽)可以在10μm至500μm的范围内或在10μm至50μm的范围内。间隔物的间隔(间距)可以在10μm至1000μm的范围内或在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。当间隔物的面积在上述范围内时，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。间隔物的厚度的范围可以例如为1μm至30μm或3μm至20μm。
82.光学装置可以包括定位在第一外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层，并且可以包括定位在第二外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层。因此，光学装置可以包括至少两个中间层。第一外基底和第二外基底中的每一者的一侧可以与相邻中间层接触。液晶元件的两侧可以分别与相邻中间层接触。
83.光学装置的中间层的数量可以根据光学装置除了第一外基底、第二外基底和液晶元件之外是否还包括其他元件来确定。其他元件可以由偏振器等例示。
84.在一个实例中，光学装置除了液晶元件之外在第一外基底与第二外基底之间还可以包括其他元件，例如偏振器。在这种情况下，作为一个实施方案，光学装置可以具有其中第一外基底、中间层、液晶元件、中间层、偏振器、中间层和第二外基底以此顺序层合的结构。在另一个实施方案中，光学装置可以具有其中第一外基底、中间层、偏振器、中间层、液晶元件、中间层和第二外基底以此顺序层合的结构。作为另一个实例，光学装置可以具有其中第一外基底、中间层、偏振器、中间层、液晶元件、中间层、偏振器、中间层和第二外基底以此顺序层合的结构。
85.在另一个实例中，光学装置除了液晶元件之外在第一外基底与第二外基底之间可以不包括其他元件，例如偏振器。在这种情况下，光学装置可以具有其中第一外基底、中间层、液晶元件、中间层和第二外基底以此顺序层合的结构。
86.为了克服液晶元件的物理限制，可以通过中间层将外基底一起粘结在液晶元件的两侧上，但由于压敏粘合剂层的模量低，容易受到外部压力的影响，由此可能发生诸如单元间隙塌陷或者液晶流动或集聚的缺陷。控制包括在光学装置中的中间层的厚度，由此可以使缺陷最小化并且可以确保光学装置的结构稳定性和品质均匀性。
87.作为一个实例，至少一个或更多个中间层的总厚度之和可以为800μm或更大。至少一个或更多个中间层的总厚度之和意指存在于第一外基底与液晶元件之间以及第二外基底与液晶元件之间的所有中间层的厚度之和。当中间层的总厚度在上述范围内时，可以通
过使外基底的层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外观特性。具体地，至少一个或更多个中间层的总厚度之和可以为900μm或更大、1,000μm或更大、1,100μm或更大、1200μm或更大、1,300μm或更大、1,400μm或更大、1,500μm或更大、1,600μm或更大、约1,650μm或更大、1,700μm或更大、1,750μm或更大、1,800μm或更大、1,850μm或更大、1,900μm或更大、1,950μm或更大、2,000μm或更大、2,100μm或更大、2,150μm或更大、或者约2,200μm或更大。至少一个或更多个中间层的总厚度之和可以为例如约6,000μm或更小、5,900μm或更小、5,800μm或更小、5,700μm或更小、5,600μm或更小、5,500μm或更小、5,400μm或更小、5,300μm或更小、5,200μm或更小、5,100μm或更小、或者约5,000μm或更小。当至少一个或更多个中间层的总厚度之和太厚时，光学装置的电光特性例如透射率特性可能劣化，使得在上述范围内可以是有利的。
88.至少一个或更多个中间层可以各自具有一个中间层的单层结构或者可以为两个或更多个子中间层的层合体。子中间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，子中间层的厚度可以在100μm至500μm的范围内或在300μm至400μm的范围内。
89.作为一个实例，定位在第一外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层的总厚度(ta)和定位在第二外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层的总厚度(tb)可以各自为约400μm或更大、500μm或更大、600μm或更大、700μm或更大、800μm或更大、900μm或更大、1,000μm或更大、或者1,100μm或更大，并且可以为约3,000μm或更小、2,900μm或更小、2,800μm或更小、2,700μm或更小、约2,600μm或更小、约2,500μm或更小、约2,400μm或更小、或者约2,300μm或更小。当厚度ta和tb在上述范围内时，在不损害光学装置的电光特性的情况下，可以有利于确保结构稳定性和均匀外观特性而在外基底的层合过程中没有缺陷。定位在第一外基底与液晶元件之间的至少一个或更多个中间层的总厚度(ta)之和意指存在于第一外基底与液晶元件之间的所有中间层的厚度之和。此外，定位在第二外基底与液晶元件之间的至少一个中间层的总厚度(tb)之和意指存在于第二外基底与液晶元件之间的所有中间层的厚度之和。
90.作为一个实例，定位在第一外基底20a与液晶元件10之间的至少一个或更多个中间层30的总厚度(ta)相对于定位在第二外基底20b与液晶元件10之间的至少一个或更多个中间层30的总厚度(tb)的厚度比(ta/tb)可以在0.1至10的范围内。作为另一个实例，厚度比(ta/tb)可以为约0.12或更大、约0.13或更大、或者约0.14或更大，并且可以为约9.5或更小、9.0或更小、8.5或更小、8.0或更小、7.5或更小、或者约7.0或更小。当厚度比在0.1至10的范围内时，可以更有效地改善液晶元件的外观缺陷。
91.作为一个实例，至少一个或更多个中间层的储能弹性模量可以各自为1mpa或更大。当中间层的储能弹性模量低时，还可能损害液晶元件，原因是基础层不能承受高温耐久性测试或循环测试等中的收缩和膨胀的应力。中间层的储能弹性模量可以为2mpa或更大、或者4mpa或更大，并且可以为100mpa或更小、80mpa或更小、60mpa或更小、40mpa或更小、20mpa或更小、10mpa或更小、或者5mpa或更小。储能弹性模量可以为在25℃的温度和6弧度/秒的频率下测量的值。
92.作为一个实例，至少一个或更多个中间层可以各自具有在0.1mpa至100mpa的范围内的杨氏模量(e)。作为另一个实例，中间层的杨氏模量(e)可以为约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。当包括在光学装置中的中间层的杨氏模量在上述范围内时，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中间层的层合体时，子中间层中的每一者均可以满足上述杨氏模量范围。
93.作为一个实例，至少一个或更多个中间层可以各自具有2,000ppm/k或更小的热膨胀系数。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、或者约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、60ppm/k或更大、700ppm/k或更大、或者约800ppm/k或更大。中间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切割中间层并测量每单位温度的长度变化来计算，并且可以通过已知方法例如tma(热机械分析)来测量。当包括在光学装置中的中间层的热膨胀系数在上述范围内时，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中间层的层合体时，子中间层中的每一者均可以满足热膨胀系数的范围。
94.至少一个或更多个中间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，至少一个或更多个中间层可以各自为热塑性聚氨酯。
95.光学装置还可以包括围绕液晶元件的侧面的外层。在光学装置中，液晶元件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，液晶元件的顶部面积可以小于包括在光学装置中的至少一个或更多个中间层的顶部面积。在一个实例中，液晶元件可以由定位在第一外基底与液晶元件之间的中间层、定位在第二外基底与液晶元件之间的中间层、以及外层来封装。在本技术中，术语封装可以意指用中间层和外层覆盖液晶元件的整个表面。根据期望的结构，例如，封装结构可以通过以下方法实现：在真空状态下，对顺序地包括第一外基底、中间层、液晶元件、中间层和第二外基底且包括围绕液晶元件的侧面的外层的层合体进行压缩。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，其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，外层可以由与中间层的材料相同的材料形成。
97.本技术还涉及用于制造光学装置的方法。光学装置的制造方法可以包括以下步骤：制备顺序地包括第一外基底、至少一个或更多个中间层、液晶元件、至少一个或更多个中间层和第二外基底的层合体，并对层合体进行热压处理。除非在光学装置的制造方法中另有说明，否则可以等同地应用光学装置中描述的内容。
98.层合体还可以包括围绕液晶元件的侧面的外层。
99.当光学装置除了液晶元件之外还包括其他元件，例如偏振器时，层合体除了液晶元件之外还可以在期望的位置处包括其他元件。
100.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/或挤压来进行。
101.高压釜过程的条件没有特别限制，并且其可以例如根据所应用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。
102.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、建筑物的外墙或者车辆用天窗等。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车体的汽车中，可以安装和使用附接至开口的光学装置或车辆用天窗。
103.发明效果
104.本技术的光学装置可以通过适当地保持液晶元件的单元间隙，在上基底与下基底之间具有优异的附接力，并使外基底的层合过程中诸如挤压或集聚的缺陷最小化来确保结构稳定性和良好的品质均匀性。
附图说明
105.图1是本技术的示例性光学装置的截面图。
106.图2是本技术的示例性液晶元件的截面图。
107.图3是比较例1的光学装置的照片。
具体实施方式
108.在下文中，将通过实施例详细地描述本技术，但本技术的范围不受以下实施例限制。
109.测量例1.储能弹性模量的测量
110.储能弹性模量使用ta的dma q800来测量。具体地，在多频应变模式下，在25℃的温度、6弧度/秒的频率、0.01n的力和3
°
/分钟的斜坡速率的条件下记录储能弹性模量值。
111.实施例1
112.液晶元件制造
113.准备厚度为约100μm且宽
×
高面积为900mm
×
600mm的聚碳酸酯膜(keiwa)作为第一基础层。在第一基础层上沉积ito(氧化铟锡)至50nm的厚度以形成第一电极层。在第一电极层上棒涂压敏粘合剂组合物(kr-3700，shin-etsu)，然后在约150℃下干燥约5分钟以形成厚度为约10μm的压敏粘合剂层。粘合剂层的储能模量为约0.1mpa。第一基础层、第一电极层和压敏粘合剂层的组合称为上基底。
114.作为第二基础层，准备厚度为约100μm且宽
×
高面积为900mm
×
600mm的聚碳酸酯膜(keiwa)。在第二基础层上，沉积ito(氧化铟锡)至50nm的厚度以形成第二电极层。在第二电极层上涂覆丙烯酸树脂组合物(kad-03，minuta tech)，然后通过光刻法形成蜂窝型间隔
物(分隔壁间隔物)。构成蜂窝的正六边形(闭合图形)的间距为约450μm，高度为约12μm且线宽为约30μm。由间隔物形成的闭合图形(正六边形)的面积为约2.14mm2。在间隔物上涂覆水平配向膜(nissan，se-7492k)至约300nm的厚度，然后在一个方向上进行摩擦。第二基础层、第二电极层、间隔物和水平配向膜的组合称为下基底。
115.在下基底的水平配向膜上涂覆液晶组合物以形成液晶层，然后层合上基底的压敏粘合剂层以面向液晶组合物的涂覆表面。液晶组合物包含液晶化合物(jnc，shn-5011xx)、手性掺杂剂(hcch，s811)和二色性染料(lg chem，黑色染料组合)，其中液晶组合物中的手性掺杂剂的含量为3.7重量％，并且二色性染料的含量为3重量％。由此形成的液晶层的节距(p)为约2.5μm，以及单元间隙(d)与节距(p)的比率(d/p)为约4.8。液晶元件在不施加电压时为具有1720度的扭曲角的htn模式液晶单元。
116.光学装置制造
117.制备顺序地包括第一外基底、第一中间层、所制备的液晶元件、第二中间层和第二外基底且包括围绕液晶元件的侧面的外层的层合体。与第一外基底相比，第二外基底设置在重力方向上。
118.作为第一外基底，使用厚度为约3mm、宽
×
长的面积＝1100mm
×
800mm且曲率半径为约2,470r的玻璃基底。作为第二外基底，使用厚度为约3mm、宽
×
长的面积＝300mm
×
300mm且曲率半径为约2,400r的玻璃基底。第一中间层和第二中间层各自为两个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm。tpu层(argotec)具有307ppm/k的热膨胀系数和2.18mpa的储能弹性模量。外层由与中间层的材料相同的材料形成。
119.在约110℃的温度和约2个大气压的压力下对层合体进行高压釜过程以制造具有图1的结构的光学装置。实施例1的光学装置中的中间层的总厚度为约1,520μm。
120.实施例2
121.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层改变为tpu层(argotec)的单层，其中一个层的厚度为约380μm，并且将第二中间层改变为两个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm。实施例2的光学装置中的中间层的总厚度为约1,140μm。
122.实施例3
123.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层改变为两个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm，并且将第二中间层改变为tpu层(argotec)的单层，其中一个层的厚度为约380μm。实施例2的光学装置中的中间层的总厚度为约1,140μm。
124.实施例4
125.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层改变为两个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm，并且将第二中间层改变为三个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm。实施例2的光学装置中的中间层的总厚度为约1,900μm。
126.实施例5
127.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层改变为三个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm，并且将第
二中间层改变为两个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm。实施例2的光学装置中的中间层的总厚度为约1,900μm。
128.实施例6
129.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层和第二中间层各自改变为三个tpu层(argotec)的层合体，其中一个层的厚度为约380μm。实施例2的光学装置中的中间层的总厚度为约2,280μm。
130.比较例1
131.通过以与实施例1中相同的方式进行所述过程来制造光学装置，不同之处在于将第一中间层和第二中间层各自改变为tpu层的单层，其中一个层的厚度为约380μm。比较例1的光学装置中的中间层的总厚度为约760μm。
132.评估例1.挤压和集聚缺陷的评估
133.在实施例1至6和比较例1中制造的光学装置中，观察在不施加电压的状态下是否发生挤压和集聚缺陷。在实施例1中，未观察到挤压缺陷和集聚缺陷，但在比较例1中，观察到挤压和集聚缺陷，如图3所示。如图3(a)所示，集聚缺陷区域看上去比周围区域更暗，原因是二色性染料的浓度高于周围区域的浓度，并且如图3(b)所示，挤压缺陷区域看上去比周围区域更亮，原因是二色性染料的浓度低于周围区域的浓度。
134.[表1]
[0135][0136]
[附图标记说明]
[0137]
100a：第一外基底，100b；第二外基底，200a、200b：中间层，300：液晶元件，400：外层，10a：第一基础层，10b：第一电极层，10c：压敏粘合剂层，20a：第二基础层，20b：第二电极层，20c：间隔物，20d：配向膜

技术特征：
1.一种光学装置，包括：第一外基底；与所述第一外基底相对设置的第二外基底；定位在所述第一外基底与所述第二外基底之间的液晶元件；以及定位在所述第一外基底与所述液晶元件之间以及所述第二外基底与所述液晶元件之间的至少一个或更多个中间层，其中所述液晶元件包括第一基础层、形成在所述第一基础层的内侧上的压敏粘合剂层、与所述第一基础层相对设置的第二基础层、形成在所述第二基础层的内侧上的间隔物、以及定位在所述第一基础层与所述第二基础层之间并且包含液晶化合物和二色性染料的液晶层，以及所述至少一个或更多个中间层的总厚度之和为800μm或更大。2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一外基底和所述第二外基底各自为玻璃基底。3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学装置在所述第一外基底与所述液晶元件之间以及所述第二外基底与所述液晶元件之间不包括偏振器。4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述光学装置还在所述第一外基底与所述液晶元件之间以及所述第二外基底与所述液晶元件之间的至少一个或更多个位置中包括偏振器。5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述压敏粘合剂层的储能弹性模量在0.01mpa至1mpa的范围内。6.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶层通过外部能量施加在第一取向状态与不同于所述第一取向状态的第二取向状态之间切换。7.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶层中的所述二色性染料的含量在0.2重量％至10重量％的范围内。8.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述间隔物为图案化间隔物，所述图案化间隔物保持所述第一基础层与所述第二基础层之间的间隙。9.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述间隔物的面积(b)与所述第二基础层的面积(a)的比率(b/a)在5％至50％的范围内。10.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶元件还包括形成在所述第一基础层的内表面上的第一电极层和形成在所述第二基础层的内表面上的第二电极层，其中所述压敏粘合剂层存在于所述第一电极层的内表面上，以及所述间隔物存在于所述第二电极层的内表面上。11.根据权利要求10所述的光学装置，其中所述液晶元件还包括存在于所述第二电极层的内表面上的配向膜，其中在所述第一基础层的内表面上不包括配向膜。12.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述至少一个或更多个中间层的厚度各自在400μm至3,000μm的范围内。13.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述至少一个或更多个中间层的储能弹性模量各自在1mpa至100mpa的范围内。14.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述至少一个或更多个中间层的杨氏模量各
自在0.1mpa至100mpa的范围内。15.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述至少一个或更多个中间层的热膨胀系数各自为2,000ppm/k或更小。16.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述至少一个或更多个中间层各自为热塑性聚氨酯粘合剂层、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。17.一种汽车，包括：其中形成有一个或更多个开口的车体；以及安装于所述开口的根据权利要求1所述的光学装置。

技术总结
本申请涉及光学装置。本申请的光学装置可以通过适当地保持液晶元件的单元间隙，在上基底与下基底之间具有优异的附接力，并使外基底的层合过程中诸如挤压或集聚的缺陷最小化来确保结构稳定性和良好的品质均匀性。确保结构稳定性和良好的品质均匀性。确保结构稳定性和良好的品质均匀性。


技术研发人员：金正云 吴东炫 柳正善 金真弘 林恩政 金旼俊
受保护的技术使用者：株式会社LG化学
技术研发日：2021.10.28
技术公布日：2023/7/13