光学装置

文档序号:958392 发布日期:2020-10-30 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 光学装置 (Optical device ) 是由 金南焄 李晟珉 全炳建 柳秀英 金正云 李荣晨 于 2019-03-27 设计创作,主要内容包括:本申请涉及光学装置。本申请提供了能够改变透射率的光学装置,并且这样的光学装置可以用于多种应用,例如眼部佩戴物如太阳镜或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。(The present application relates to optical devices. Optical devices capable of varying transmission are provided, and such optical devices may be used in a variety of applications, for example eyewear such as sunglasses or AR (augmented reality) or VR (virtual reality) eyewear, building facades, or vehicle skylights.)

光学装置

技术领域

本申请要求基于于2018年3月27日提交的韩国专利申请第10-2018-0035245号的优先权,其公开内容通过引用整体并入本文。

本申请涉及光学装置。

背景技术

多种光学装置是已知的,所述光学装置被设计成使得可以使用液晶化合物来改变透射率。例如,使用应用了主体材料和二色性染料客体的混合物的所谓的GH单元(guesthost cell,宾主单元)的透射率可变的装置是已知的,并且在该装置中,液晶化合物主要用作主体材料。这样的透射率可变的装置可以被应用于多种应用,包括眼部佩戴物如太阳镜和眼镜、建筑物的外墙、或车辆的天窗等。

发明内容

技术问题

本申请提供了光学装置。

技术方案

本申请是能够调节透射率的光学装置,其涉及例如能够至少在透明模式与黑色模式之间切换的光学装置。

透明模式是其中光学装置表现出相对高的透射率的状态,黑色模式是其中光学装置具有相对低的透射率的状态。

在一个实例中,光学装置的在透明模式下的透射率可以为约30%或更大、约35%或更大、约40%或更大、约45%或更大、或者约50%或更大。此外,光学装置的在黑色模式下的透射率可以为约20%或更小、约15%或更小、或者约10%或更小。

在透明模式下的透射率越高越有利,在黑色模式下的透射率越低越有利,因此上限和下限中的每一者没有特别限制。在一个实例中,在透明模式下的透射率的上限可以为约95%、约90%、约85%、约80%、约75%、约70%、约65%、或约60%。在黑色模式下的透射率的下限可以为约0%、约1%、约2%、约3%、约4%、约5%、约6%、约7%、约8%、约9%、或约10%。

透射率可以为线性透光率。术语线性透光率可以为相对于沿预定方向入射在光学装置上的光,沿与入射方向相同的方向透过光学装置的光(线性光)的比率。在一个实例中,透射率可以为相对于沿平行于光学装置的表面法线的方向入射的光的测量结果(法线透光率)。

在本申请的光学装置中,其透射率被控制的光可以为UV-A区域紫外光、可见光或近红外光。根据常用的定义,UV-A区域紫外光用于意指波长在320nm至380nm范围内的辐射,可见光用于意指波长在380nm至780nm范围内的辐射,以及近红外光用于意指波长在780nm至2000nm范围内的辐射。

本申请的光学装置被设计为能够至少在透明模式与黑色模式之间切换。光学装置还可以被设计为能够实现例如第三模式,所述第三模式可以表示在透明模式的透射率与黑色模式的透射率之间的任何透射率。

由于光学装置包括有源液晶元件,因此可以实现这样的模式之间的切换。在此,有源液晶元件是包括至少液晶化合物的元件,其是能够在液晶化合物的光轴的至少两个或更多个取向状态(例如,第一取向状态和第二取向状态)之间切换的液晶元件。在此,光轴可以意指当包含在液晶元件中的液晶化合物为棒型时的长轴方向,以及可以意指当包含在液晶元件中的液晶化合物为盘型(discotic)时圆盘平面的法线方向。例如,在液晶元件包含其光轴的方向在任何取向状态下彼此不同的复数种液晶化合物的情况下,液晶元件的光轴可以定义为平均光轴(average optical axis),并且在这种情况下,平均光轴可以意指液晶化合物的光轴的矢量和。

这样的液晶元件中的取向状态可以通过施加能量,例如通过施加电压来改变。例如,液晶元件在没有电压施加的状态下可以具有第一取向状态和第二取向状态中的任一者,并且可以在施加电压时切换至另一种取向状态。

可以在第一取向状态和第二取向状态中的任一者下实现黑色模式,并且可以在另一种取向状态下实现透明模式。为方便起见,本文中描述在第一状态下实现黑色模式。

液晶元件可以包括包含至少液晶化合物的液晶层。在一个实例中,液晶层可以为所谓的宾主液晶层。在这种情况下,液晶元件的液晶层可以包含液晶化合物和各向异性染料。这样的液晶层是利用所谓的宾主效应的液晶层,其为其中各向异性染料根据液晶化合物(下文中,可以称为液晶主体)的对准方向对准的液晶层。液晶主体的对准方向可以根据是否施加外部能量来调节。

液晶层中包含的液晶化合物或液晶主体的种类没有特别限制,并且可以使用本领域中已知的一般液晶化合物。

例如,作为液晶化合物或液晶主体,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等。通常,可以使用向列型液晶化合物。术语向列型液晶化合物意指液晶分子相对于位置不具有规则性但全部可以沿分子轴方向按照顺序排列的液晶化合物。这样的液晶化合物可以呈棒形式或者可以呈盘形式。

作为这样的向列型液晶化合物,可以选择具有例如约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(即在向列相上到各向同性相的相变点)的液晶化合物。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。

液晶化合物可以具有负数或正数的介电常数各向异性。考虑到该目的,可以适当地选择介电常数各向异性的绝对值。例如,介电常数各向异性可以大于3、大于4、大于5、大于6、或大于7,或者可以小于-2或小于-3。液晶化合物还可以具有约0.01或更大、约0.02或更大、约0.03或更大、或者约0.04或更大的光学各向异性(Δn)。在另一个实例中,液晶化合物的光学各向异性可以为约0.3或更小、或者约0.27或更小。

可以用于实现黑色模式和透明模式的液晶化合物、或者可以用作宾主液晶层的液晶主体的其他液晶化合物是本领域技术人员公知的,并且可以从其中自由选择液晶化合物。

连同液晶主体,液晶层可以包含各向异性染料。术语“染料”可以意指能够强烈吸收和/或改变可见光区域(例如,380nm至780nm的波长范围)中的至少一部分或整个范围内的光的材料,术语“各向异性染料”可以意指能够各向异性吸收可见光区域的至少一部分或整个范围内的光的材料。

作为各向异性染料,例如,可以选择和使用已知具有可以根据液晶主体的对准状态而对准的特性的已知染料。例如,可以使用偶氮染料或蒽醌染料等作为各向异性染料,并且液晶层还可以包含一种或两种或更多种染料以实现宽波长范围内的光吸收。

可以适当地选择各向异性染料的二色性比。例如,各向异性染料的二色性比可以为5或更大至20或更小。例如,在p型染料的情况下,术语“二色性比”可以意指通过将平行于染料的长轴方向的偏振光的吸收除以平行于与该长轴方向垂直的方向的偏振光的吸收而获得的值。各向异性染料可以在可见光区域的波长范围中的至少一部分波长或任一波长或整个范围内,例如在约380nm至780nm或约400nm至700nm的波长范围内具有二色性比。

考虑到该目的,可以适当地选择液晶层中的各向异性染料的含量。例如,基于液晶主体和各向异性染料的总重量,各向异性染料的含量可以在0.1重量%至10重量%的范围内选择。考虑到期望的透射率和各向异性染料在液晶主体中的溶解度等,可以改变各向异性染料的比率。

液晶层基本上包含液晶主体和各向异性染料,并且如有必要,还可以包含根据已知形式的其他任选的添加剂。作为添加剂的实例,可以例示手性掺杂剂或稳定剂,但不限于此。

液晶层的各向异性度(R)可以为约0.5或更大。各向异性度(R)由平行于液晶主体的对准方向偏振的光束的吸光度(E(p))和垂直于液晶主体的对准方向偏振的光束的吸光度(E(s))根据以下方程式确定。

<各向异性度方程式>

各向异性度(R)=[E(p)-E(s)]/[E(p)+2*E(s)]

以上使用的参照是在液晶层中不包含染料的另一相同设备。

具体地,各向异性度(R)可以由其中染料分子水平取向的液晶层的吸光度值(E(p))和其中染料分子垂直取向的相同液晶层的吸光度值(E(s))确定。与根本不包含任何染料但具有相同构造的液晶层相比,测量吸光度。在一个振动面的情况下,可以使用沿与对准方向平行的方向振动的偏振光束(E(p))和在后续测量中沿与对准方向垂直的方向振动的偏振光束(E(s))进行该测量。在测量期间不切换或旋转液晶层,因此可以通过使偏振入射光的振动面旋转来进行E(p)和E(s)的测量。

详细工序的一个实例如下所述。可以使用光谱仪(例如Perkin Elmer Lambda1050UV光谱仪)记录E(p)和E(s)的测量光谱。光谱仪配备有用于测量光束和参考光束二者中250nm至2500nm的波长范围的Glan-Thompson偏振器。两个偏振器由步进马达控制,并且沿相同的方向取向。偏振器的偏振器方向的变化,例如0度至90度的转换,总是同步地且在相对于测量光束和参考光束的相同方向上进行。可以使用T.Karstens 1973年在维尔茨堡大学(University of Wurzburg)的论文中描述的方法来测量各个偏振器的取向。

在该方法中,使偏振器相对于取向的二色性样品逐步旋转5度,并且例如在最大吸收区域中的固定波长处记录吸光度。对于每个偏振器位置执行新的零线。对于两个二色性光谱E(p)和E(s)的测量,涂覆有来自JSR的聚酰亚胺AL-1054的反平行摩擦测试单元位于测量光束和参考光束二者中。可以选择具有相同层厚度的两个测试单元。将包含纯主体(液晶化合物)的测试单元放在参照光束中。将包含染料在液晶中的溶液的测试单元放在测量光束中。用于测量光束和参考光束的两个测试单元沿相同的对准方向安装在光程中。为了确保光谱仪的最大可能精确度,E(p)可以处于其最大吸收波长范围,例如0.5至1.5的波长范围。这对应于30%至5%的透射率。这通过相应地调节层厚度和/或染料浓度来设定。

各向异性度(R)可以根据以上方程式由E(p)和E(s)的测量值计算,如参考文献[参见:“Polarized Light in Optics and Spectroscopy,”D.S.Kliger等,Academic Press,1990]所示。

在另一个实例中,各向异性度(R)可以为约0.55或更大、0.6或更大、或者0.65或更大。各向异性度(R)可以为例如约0.9或更小、约0.85或更小、约0.8或更小、约0.75或更小、或者约0.7或更小。

这样的各向异性度(R)可以通过控制液晶层的种类,例如,液晶化合物(主体)的种类、各向异性染料的种类和比率、或液晶层的厚度等来实现。

可以经由在通过上述范围内的各向异性度(R)使用较低的能量的同时增加透明状态与黑色状态之间的透射率差来提供具有高对比度的光学装置。

考虑到目的例如期望的各向异性度等,可以适当地选择液晶层的厚度。在一个实例中,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。通过以这种方式控制厚度,可以实现具有透明状态与黑色状态之间的大的透射率差的光学装置,即具有大的对比度的装置。厚度越厚,可以实现的对比度越高,因此厚度没有特别限制,但其通常可以为约30μm或更小、25μm或更小、20μm或更小、或者15μm或更小。

这样的有源液晶层或包括其的液晶元件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控制切换。例如,第一取向状态和第二取向状态中的任一者可以在不施加电压的状态下保持,然后通过施加电压而切换到另一种取向状态。

在一个实例中,第一取向状态和第二取向状态可以各自选自水平取向、垂直取向、扭曲向列取向、或胆甾取向状态。例如,在黑色模式下,液晶元件或液晶层可以至少处于水平取向、扭曲向列取向或胆甾取向,在透明模式下,液晶元件或液晶层可以处于垂直取向状态、或具有不同于黑色模式的水平取向的方向的光轴的水平取向状态。液晶元件可以为常黑模式(normally black mode)的元件,其中黑色模式在不施加电压的状态下实现;或者可以实现常透明模式(normally transparent mode),其中透明模式在不施加电压的状态下实现。

确定在液晶层的取向状态下液晶层的光轴形成的方向的方法是已知的。例如,液晶层的光轴的方向可以通过使用其光轴方向已知的另一偏光板来测量,其可以使用已知的测量仪器例如偏光计(例如来自Jasco的P-2000)测量。

通过调节液晶主体的介电常数各向异性、用于使液晶主体取向的配向膜的对准方向等来实现常透明模式或常黑模式的液晶元件的方法是已知的。

液晶元件可以包括彼此相对设置的两个基材膜和两个基材膜之间的有源液晶层。

此外,液晶元件还可以包括用于保持两个基材膜在两个基材膜之间的间距的间隔件和/或用于在保持彼此相对设置的两个基材膜的间距的状态下附接基材膜的密封剂。作为间隔件和/或密封剂,可以使用已知材料而没有任何特别限制。

作为基材膜,例如,可以使用由玻璃等制成的无机膜、或塑料膜。作为塑料膜,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,基材膜上还可以存在金、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。

作为基材膜,可以使用具有预定范围内的相位差的膜。在一个实例中,基材膜的面内相位差可以为100nm或更小。在另一个实例中,面内相位差可以为约95nm或更小、约90nm或更小、约85nm或更小、约80nm或更小、约75nm或更小、约70nm或更小、约65nm或更小、约60nm或更小、约55nm或更小、约50nm或更小、约45nm或更小、约40nm或更小、约35nm或更小、约30nm或更小、约25nm或更小、约20nm或更小、约15nm或更小、约10nm或更小、约5nm或更小、约4nm或更小、约3nm或更小、或者约2nm或更小、约1nm或更小、或者约0.5nm或更小。在另一个实例中,面内相位差可以为约0nm或更大、约1nm或更大、约2nm或更大、约3nm或更大、约4nm或更大、约5nm或更大、约6nm或更大、约7nm或更大、约8nm或更大、约9nm或更大、或者约9.5nm或更大。

基材膜的厚度方向相位差的绝对值可以为例如200nm或更小。厚度方向相位差的绝对值可以为190nm或更小、180nm或更小、170nm或更小、160nm或更小、150nm或更小、140nm或更小、130nm或更小、120nm或更小、110nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、85nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、40nm或更小、30nm或更小、20nm或更小、10nm或更小、5nm或更小、4nm或更小、3nm或更小、2nm或更小、1nm或更小、或者0.5nm或更小,并且可以为0nm或更大、10nm或更大、20nm或更大、30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、60nm或更大、70nm或更大、或者75nm或更大。如果绝对值在上述范围内,则厚度方向相位差可以为负的,或者可以为正的,例如,可以为负的。

在本说明书中,面内相位差(Rin)为通过以下方程式1计算的数值,厚度方向相位差(Rth)为通过以下方程式2计算的数值。除非另有说明,否则面内相位差和厚度方向相位差的参考波长为约550nm。

[方程式1]

面内相位差(Rin)=d×(nx-ny)

[方程式2]

厚度方向相位差(Rth)=d×(nz-ny)

在方程式1和2中,d为基材膜的厚度,nx为基材膜的慢轴方向上的折射率,ny为基材膜的快轴方向上的折射率,以及nz为基材膜的厚度方向上的折射率。

当基材膜为光学各向异性时,由彼此相对设置的基材膜的慢轴形成的角度可以例如在约-10度至10度的范围内、在-7度至7度的范围内、在-5度至5度的范围内、或在-3度至3度的范围内,或者可以为大致平行的。

由基材膜的慢轴和下面将描述的偏振器的光吸收轴形成的角度可以例如在约-10度至10度的范围内、在-7度至7度的范围内、在-5度至5度的范围内、或在-3度至3度的范围内,或者可以为大致平行的,或者可以在约80度至100度的范围内、在约83度至97度的范围内、在约85度至95度的范围内、或在约87度至92度的范围内,或者可以为大致垂直的。

可以通过相位差调节或慢轴的布置来实现光学上优异且均匀的透明模式和黑色模式。

基材膜的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小。在另一个实例中,热膨胀系数可以为95ppm/K或更小、90ppm/K或更小、85ppm/K或更小、80ppm/K或更小、75ppm/K或更小、70ppm/K或更小、或者65ppm/K或更小,或者可以为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、或者55ppm/K或更大。例如,基材膜的热膨胀系数可以根据ASTM D696的规定测量,可以通过以相关标准中提供的形式裁剪膜并测量每单位温度的长度变化来计算,或者可以通过已知方法例如TMA(热机械分析)来测量。

作为基材膜,可以使用断裂伸长率为90%或更大的基材膜。断裂伸长率可以为95%或更大、100%或更大、105%或更大、110%或更大、115%或更大、120%或更大、125%或更大、130%或更大、135%或更大、140%或更大、145%或更大、150%或更大、155%或更大、160%或更大、165%或更大、170%或更大、或者175%或更大,并且可以为1,000%或更小、900%或更小、800%或更小、700%或更小、600%或更小、500%或更小、400%或更小、300%或更小、或者200%或更小。基材膜的断裂伸长率可以根据ASTM D882标准测量,以及可以通过以由相应标准提供的形式裁剪膜并使用能够测量应力-应变曲线(能够同时测量力和长度)的仪器来测量。

通过选择基材膜以具有这样的热膨胀系数和/或断裂伸长率,可以提供具有优异的耐久性的光学装置。

如上的基材膜的厚度没有特别限制,例如,可以在约50μm至200μm左右的范围内。

在本文中提及的物理特性中,当测量温度或压力影响结果时,除非另有说明,否则相应的物理特性在常温和常压下测量。

术语常温是没有升温或冷却的自然温度,其通常可以为约10℃至30℃范围内的任一温度,例如约23℃或约25℃左右的温度。除非另有说明,否则在本说明书中温度的单位为℃。

术语常压是没有降低或升高的自然压力,其通常意指约一个大气压的压力,例如大气压。

在液晶元件中,可以在基材膜的一侧上,例如面向有源液晶层的一侧上存在导电层和/或配向膜。

存在于基材膜的一侧上的导电层是用于向有源液晶层施加电压的结构,对其可以应用已知的导电层而没有任何特别限制。作为导电层,例如,可以应用导电聚合物、导电金属、导电纳米线、或金属氧化物如ITO(氧化铟锡)。可以应用于本申请的导电层的实例不限于以上,并且可以使用本领域中已知可应用于液晶元件的所有种类的导电层。

在一个实例中,配向膜存在于基材膜的一侧上。例如,可以首先在基材膜的一侧上形成导电层,并且可以在其上部上形成配向膜。

配向膜是用于控制包含在有源液晶层中的液晶主体的取向的结构,并且可以应用已知的配向膜而没有特别限制。作为工业中已知的配向膜,存在摩擦配向膜或光配向膜等,并且可以用于本申请中的配向膜是已知的配向膜,其没有特别限制。

可以控制配向膜的对准方向以实现上述光轴的取向。例如,形成在彼此相对设置的两个基材膜的每一侧上的两个配向膜的对准方向可以彼此形成在约-10度至10度范围内的角度、在-7度至7度范围内的角度、在-5度至5度范围内的角度、或在-3度至3度范围内的角度,或者可以为彼此大致平行的。在另一个实例中,两个配向层的对准方向可以形成在约80度至100度范围内的角度、在约83度至97度范围内的角度、在约85度至95度范围内的角度、或在约87度至92度范围内的角度,或者可以为彼此大致垂直的。

由于有源液晶层的光轴的方向是根据这样的对准方向确定的,因此可以通过检查有源液晶层的光轴的方向来确定对准方向。

具有这样的结构的液晶元件的形状没有特别限制,其可以根据光学装置的应用来确定,并且通常为膜或片的形式。

在一个实例中,液晶元件可以具有弯折形式。例如,在观察截面时,有源液晶元件可以具有包括以下的截面:曲率(=1/曲率半径)在0至0.01范围内的第一线;在第一线的末端处的弯折区域和与该弯折区域连接的第二线。即,有源液晶元件可以以弯折区域中的弯折形式包括在光学装置中。在另一个实例中,曲率可以为约0.009或更小、0.008或更小、0.007或更小、0.006或更小、0.005或更小、0.004或更小、0.003或更小、0.002或更小、0.001或更小、0.0009或更小、0.0008或更小、0.0007或更小、0.0006或更小、0.0005或更小、0.0004或更小、0.0003或更小、0.0002或更小、0.0001或更小、0.00009或更小、0.00008或更小、0.00007或更小、0.00006或更小、或者0.00005或更小。

如下所述,本申请的光学装置可以具有通过如下生产的结构:将有源液晶元件和/或下面将描述的偏振器放置在两个外基板内并在粘合膜被放置在各个界面处的状态下对其进行真空压制。

当这样的光学装置暴露于高温、高湿度条件等时,或者在该过程中,由于液晶元件的基材膜与压在其上的粘合膜之间的热膨胀系数的差异等而在液晶元件上形成诸如褶皱的缺陷,这样的缺陷可能不利地影响光学装置的性能。在这方面,当通过弯折结构实现有源液晶装置时,其在解决该问题方面可以是有利的。

图1是示意性地示出具有弯折结构的有源液晶元件10的截面的图。如图1所示,有源液晶元件10的截面可以具有其中第一线101、弯折区域B和第二线102相连接的形式的截面。在此,第一线101可以为有源区域,即,用于调制光以基本上控制光透射状态的区域。这样的第一线101可以为曲率为0的平面形状,或者也可以为弯曲形状,例如凸形或凹形。

如图1所示,液晶元件10具有基于弯折区域A的弯折结构,并因此形成第二线102。此时,第二线102弯折的程度没有特别限制,只要其被控制为在光学装置中不出现液晶元件10的缺陷例如褶皱这样的程度即可。在一个实例中,弯折程度可以被设定为使得由第一线101或第一线101的切线T与第二线102形成的角度在顺时针或逆时针方向上为大于0度、5度或更大、10度或更大、15度或更大、20度或更大、25度或更大、30度或更大、35度或更大、40度或更大、45度或更大、50度或更大、55度或更大、或者60度或更大左右。在另一个实例中,该角度可以为180度或更小、170度或更小、160度或更小、150度或更小、140度或更小、130度或更小、或者120度或更小左右。在此,测量与第二线102的角度的切线是在将第一线101近似分成两部分的点D处的切线。此外,用于测量相对于切线T的角度的第二线可以为连接弯折区域A与第二线102终止的点的线1022,如图1所示。

在该形式中,第一线101的长度L1与第二线102的长度L2的比率L1/L2可以在约500至4,000的范围内。在另一个实例中,所述比率L1/L2可以为约550或更大、约600或更大、约650或更大、约700或更大、约800或更大、约900或更大、约1000或更大、约1100或更大、约1200或更大、约1500或更大、2000或更大、2500或更大、3000或更大、或者3500或更大,并且可以为3500或更小、3000或更小、2900或更小、2800或更小、2700或更小、2600或更小、2500或更小、2400或更小、2300或更小、2200或更小、2100或更小、2000或更小、约1,900或更小、约1,800或更小、约1,700或更小、约1,600或更小、约1,500或更小、约1,400或更小、约1,300或更小、约1,200或更小、约1,100或更小、约1,000或更小、约900或更小、或者约800或更小。

在该关系中,第一线101和第二线102的绝对长度没有特别限制,其可以根据光学装置的预期用途等来确定。例如,第一线101的长度可以调节为约100mm至1,000mm左右。在另一个实例中,第一线101的长度可以为约150mm或更大、约200mm或更大、或者约250mm或更大。在另一个实例中,第一线101的长度可以为约900mm或更小、约800mm或更小、约700mm或更小、约600mm或更小、或者约500mm或更小。

在液晶元件的截面中,弯折结构可以形成在两端处。因此,如图1所示,在有源液晶元件的截面中,弯折区域A和第二线102可以形成在第一线101的两端处。

在该结构中,第二线可以进一步弯折,例如,如图2所示,在第二线102上存在第二弯折区域AA,其中可以实现第二线102在该弯折区域AA中进一步弯折的形式的截面。

另外形成的弯折区域AA的形成位置没有特别限制,例如,可以调节该位置使得形成在第一线101和第二线102的连接部分处的弯折区域A到形成在第二线102上的弯折区域AA的距离变为满足上述比率L1/L2的L2。

其中观察到该截面的液晶元件的截面是当从任一侧观察液晶元件时观察到的截面。即,优选在液晶元件的侧面的任一侧上观察截面。

在一个实施方案中,其中观察到弯折结构的截面可以为通过包括液晶元件的长轴或短轴而形成的法平面上的截面。在此,例如,在从上方观察液晶元件10的情况下,当其为如图3中的矩形形状时,长轴可以为水平长度和垂直长度的长边LA,短轴可以为短边SA。

例如,该截面结构可以在具有与图3相同的结构的液晶元件10中通过对虚线所示的部分进行弯折来实现。

当液晶元件具有方形形状时,水平轴和垂直轴中的任一者可以被视为长轴,另一者可以被视为短轴。此外,在除矩形形状以外的形状的情况下,例如,在椭圆形、圆形或不规则形状等的情况下,当从上方观察液晶元件时,与由弯折部分形成的线垂直的线(例如,图3中的虚线)可以为短轴和长轴中的任一者,与该线再次垂直的线可以为短轴和长轴中的另一者。

在一个实施方案中,如图3所示,液晶元件的所有四个边可以被弯折以形成截面,并且在这种情况下,可以在包括液晶元件的长轴的法平面和包括短轴的法平面二者上观察截面。

虽然上述密封剂在具有弯折结构的液晶元件中的位置没有特别限制,但通常,附接两个基材膜的密封剂可以存在于弯折区域(图1和图2中的A)或从弯折区域(图1和图2中的A)朝向第一线101的区域中。

光学装置可以仅包括有源液晶元件,或者连同有源液晶元件还可以包括偏振器,或者可以仅包括偏振器。此外,有源液晶元件和/或偏振器中的至少一者或更多者可以各自包括在内。作为偏振器,例如,可以使用吸收型线性偏振器,即具有沿一个方向形成的光吸收轴和与其大致垂直形成的光透射轴的偏振器。

假设在有源液晶层的第一取向状态下实现阻挡状态,偏振器可以在光学装置中设置成使得由第一取向状态的平均光轴(光轴的矢量和)和偏振器的光吸收轴形成的角度为80度至100度、或85度至95度,或者其为大致垂直的,或者可以在光学装置中设置成使得其为35度至55度、或40度至50度、或约45度。

当配向膜的对准方向用作参考时,如上所述形成在液晶元件的彼此相对设置的两个基材膜的每一侧上的配向膜的对准方向可以彼此形成约-10度至10度范围内的角度、-7度至7度范围内的角度、-5度至5度范围内的角度、或-3度至3度范围内的角度,或者在彼此大致平行的情况下,由两个配向膜中的任一者的对准方向和偏振器的光吸收轴形成的角度可以为80度至100度、或85度至95度,或者可以为大致垂直的。

在另一个实施方案中,两个配向膜的对准方向可以形成约80度至100度范围内的角度、约83度至97度范围内的角度、约85度至95度范围内的角度、或约87度至92度范围内的角度,或者在彼此大致垂直的情况下,由两个配向膜中的更靠近偏振器设置的配向膜的对准方向和偏振器的光吸收轴形成的角度可以为80度至100度、或85度至95度,或者可以为大致垂直的。

例如,如图4所示,液晶元件10和偏振器20可以以这样的状态设置:层合在彼此之上使得液晶元件10中第一对准方向的光轴平均光轴和偏振器20的光吸收轴成为上述关系。

在一个实施方案中,当偏振器20为下面将描述的偏振涂层时,可以实现其中偏振涂层存在于液晶元件内的结构。例如,如图5所示,可以实现其中偏振涂层201存在于液晶元件的基材膜110中的任一个基材膜110与有源液晶层120之间的结构。例如,如上所述的导电层、偏振涂层201和配向膜可以顺序形成在基材膜110上。

可以应用于本申请的光学装置中的偏振器的种类没有特别限制。例如,作为偏振器,可以使用用于常规LCD等的常规材料,例如PVA(聚(乙烯醇))偏振器,或者通过涂覆方法实现的偏振器,例如包含溶致液晶(lyotropic liquid crystal,LLC)或反应性液晶元(reactive mesogen,RM)和二色性染料的偏振涂层。在本说明书中,如上所述通过涂覆方法实现的偏振器可以称为偏振涂层。作为溶致液晶,可以使用已知的液晶而没有任何特别限制,例如,可以使用能够形成二色性比为约30至40左右的溶致液晶层的溶致液晶。另一方面,当偏振涂层包含反应性液晶元(RM)和二色性染料时,作为二色性染料,可以使用线性染料,或者也可以使用盘形染料。

本申请的光学装置可以仅包括如上所述的有源液晶元件和偏振器中的每一者。因此,光学装置可以仅包括一个有源液晶元件,并且可以仅包括一个偏振器。

光学装置还可以包括彼此相对设置的两个外基板。在本说明书中,为了方便起见,两个外基板中的一者可以称为第一外基板,另一者可以称为第二外基板,但是第一和第二表示不限定外基板的顺序或垂直关系。在一个实施方案中,有源液晶元件和/或偏振器可以封装在两个外基板之间。这样的封装可以使用粘合膜来进行。例如,如图6所示,有源液晶元件10和/或偏振器20可以存在于彼此相对设置的两个基板30之间。

作为外基板,例如,可以使用由玻璃等制成的无机基板、或塑料基板。作为塑料基板,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,在外基板上还可以存在金、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。

作为外基板,可以使用具有预定范围内的相位差的基板。在一个实施方案中,外基板的面内相位差可以为100nm或更小。在另一个实施方案中,面内相位差可以为约95nm或更小、约90nm或更小、约85nm或更小、约80nm或更小、约75nm或更小、约70nm或更小、约65nm或更小、约60nm或更小、约55nm或更小、约50nm或更小、约45nm或更小、约40nm或更小、约35nm或更小、约30nm或更小、约25nm或更小、约20nm或更小、约15nm或更小、约10nm或更小、约9nm或更小、约8nm或更小、约7nm或更小、约6nm或更小、约5nm或更小、约4nm或更小、约3nm或更小、或者约2nm或更小、或者约1nm或更小。在另一个实施方案中,面内相位差可以为约0nm或更大、约1nm或更大、约2nm或更大、约3nm或更大、约4nm或更大、约5nm或更大、约6nm或更大、约7nm或更大、约8nm或更大、约9nm或更大、或者约9.5nm或更大。

外基板的厚度方向相位差的绝对值可以为例如200nm或更小。厚度方向相位差的绝对值可以为190nm或更小、180nm或更小、170nm或更小、160nm或更小、150nm或更小、140nm或更小、130nm或更小、120nm或更小、110nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、85nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、40nm或更小、30nm或更小、20nm或更小、约15nm或更小、约10nm或更小、约9nm或更小、约8nm或更小、约7nm或更小、约6nm或更小、约5nm或更小、约4nm或更小、约3nm或更小、约2nm或更小、或者约1nm或更小,并且可以为0nm或更大、5nm或更大、10nm或更大、20nm或更大、30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、60nm或更大、70nm或更大、或者75nm或更大。如果绝对值在上述范围内,则厚度方向相位差可以为负的,或者可以为正的,例如,可以为负的。

可以以相同的方式计算外基板的面内相位差(Rin)和厚度方向相位差(Rth),不同之处在于在以上方程式1和2中,用外基板的厚度(d)、慢轴方向上的折射率(nx)、快轴方向上的折射率(ny)和厚度方向上的折射率(nz)分别代替厚度(d)、慢轴方向上的折射率(nx)、快轴方向上的折射率(ny)和厚度方向上的折射率(nz),以对其进行计算。

当外基板为光学各向异性时,由彼此相对设置的外基板的慢轴形成的角度可以例如在约-10度至10度的范围内、在-7度至7度的范围内、在-5度至5度的范围内、或在-3度至3度的范围内,或者可以为大致平行的。

在上述基材膜为光学各向异性的情况下,由外基板的慢轴和基材膜的慢轴形成的角度可以例如在约-10度至10度的范围内、在-7度至7度的范围内、在-5度至5度的范围内、或在-3度至3度的范围内,或者可以为大致平行的,或者可以在约80度至100度的范围内、在约83度至97度的范围内、在约85度至95度的范围内、或在约87度至92度的范围内,或者可以为大致垂直的。

可以通过相位差调节或慢轴的布置来实现光学上优异且均匀的透明模式和黑色模式。

作为外基板,可以使用热膨胀系数为100ppm/K或更小的基板。在另一个实施方案中,热膨胀系数可以为95ppm/K或更小、90ppm/K或更小、85ppm/K或更小、80ppm/K或更小、75ppm/K或更小、70ppm/K或更小、65ppm/K或更小、60ppm/K或更小、50ppm/K或更小、40ppm/K或更小、30ppm/K或更小、20ppm/K或更小、或者15ppm/K或更小,或者可以为1ppm/K或更大、2ppm/K或更大、3ppm/K或更大、4ppm/K或更大、5ppm/K或更大、6ppm/K或更大、7ppm/K或更大、8ppm/K或更大、9ppm/K或更大、或者10ppm/K或更大。

测量外基板的热膨胀系数和断裂伸长率的方法与如上所述测量基材膜的热膨胀系数和断裂伸长率的方法相同。

通过选择外基板以具有这样的热膨胀系数和/或断裂伸长率,可以提供具有优异耐久性的光学装置。

如上的外基板的厚度没有特别限制,例如,可以为约0.3mm或更大。在另一个实施方案中,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,并且还可以为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。

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

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,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。

关于基板,例如,当前表面和背表面处的曲率或曲率半径彼此不同时,各个面向的表面的曲率或曲率半径(即,在第一外基板的情况下面向第二外基板的表面的曲率或曲率半径,以及在第二外基板的情况下面向第一外基板的表面的曲率或曲率半径)可以为参考。在另一个实施方案中,当各个外基板的前表面和背表面处的曲率或曲率半径彼此不同时,各个不面向的表面的曲率或曲率半径(即,在第一外基板的情况下与面向第二外基板的表面相反的表面的曲率或曲率半径,以及在第二外基板的情况下与面向第一外基板的表面相反的表面的曲率或曲率半径)也可以为参考。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、或者最小曲率或曲率半径、或者平均曲率或平均曲率半径可以为参考。

两个基板的曲率或曲率半径之差可以在10%以内、在9%以内、在8%以内、在7%以内、在6%以内、在5%以内、在4%以内、在3%以内、在2%以内、或在1%以内。当大的曲率或曲率半径为CL且小的曲率或曲率半径为CS时,曲率或曲率半径之差是由100×(CL-CS)/CS计算的值。此外,曲率或曲率半径之差的下限没有特别限制。由于两个外基板的曲率或曲率半径之差可以相同,因此曲率或曲率半径之差可以为0%或更大、或者大于0%、0.5%或更大、1%或更大、1.5%或更大、2%或更大、或者2.5%或更大。

这样的曲率或曲率半径的控制在其中如本申请的光学装置中通过粘合膜封装有源液晶元件和/或偏振器的结构中是有用的。

当第一外基板和第二外基板二者均为弯曲表面时,两个曲率可以具有相同的符号。换言之,两个外基板可以沿相同方向弯曲。即,在上述情况下,第一外基板的曲率的中心和第二外基板的曲率的中心二者存在于第一外基板和第二外基板的上部和下部的相同部分中。

图7是包括有源液晶元件的封装部400存在于第一外基板301与第二外基板302之间的侧面图示,其中第一外基板301和第二外基板302二者中的曲率的中心存在于图的下部。

第一外基板和第二外基板的各曲率或曲率半径的具体范围没有特别限制。在一个实施方案中,各基板的曲率半径可以为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900R或更大,或者可以为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1,050R或更小。在此,R表示半径为1mm的圆的弯曲梯度。因此,在此,例如,100R是半径为100mm的圆的弯曲程度或者这样的圆的曲率半径。当然,在平坦表面的情况下,曲率为零而曲率半径为无穷大。

第一外基板和第二外基板可以具有上述范围内的相同或不同的曲率半径。在一个实施方案中,当第一外基板和第二外基板的曲率彼此不同时,其中具有大曲率的基板的曲率半径可以在上述范围内。

在一个实施方案中,当第一外基板和第二外基板的曲率彼此不同时,其中具有大曲率的基板(即,具有小曲率半径的基板)可以为在使用光学器件时在重力方向上设置的基板。

即,在一个实施方案中,当第一外基板和第二外基板的曲率彼此不同时,存在于沿光学装置所形成的凸方向的上部的外基板可以具有与存在于下部的外基板相比更大的曲率半径(即,小曲率)。在此,光学装置所形成的凸方向是其中光学装置中包括的两个外基板或作为其外基板之一的弯曲基板所形成的凸形状面向的方向,其可以意指例如,在图7的情况下,从基板302面向基板301的方向。即,在图7的图示中,存在于沿凸方向的上部的基板为基板301,存在于下部的基板为基板302。

当光学装置被设计成使得存在于沿光学装置所形成的凸方向的上部的外基板(在图7的情况下为301)具有与像那样存在于下部的外基板(在图7的情况下为302)相比更大的曲率半径(即,小曲率)时,可以通过两个外基板的恢复力和使两个外基板结合的封装剂(粘合剂)的粘合力在光学装置内部的中心部分处在两个外基板彼此更靠近的方向上产生内部压力。因此,可以更稳定地实现其中有源液晶元件和/或偏振器通过封装剂封装在两个外基板之间的结构,因此,还可以防止在内部产生不利地影响光学特性的因素例如气泡。

如上所述,在特定位置处在特定方向上产生的内部压力也反映在光学装置的厚度中。即,在这样的结构中,由于内部压力,光学装置的重心处的厚度T1可以比边缘处的厚度更薄T2(T1<T2)。在这种情况下,重心处的厚度T1与边缘处的厚度T2之差(=100×(T2-T1)/T1)可以为大于约0%、约0.5%或更大、约1%或更大、约1.5%或更大、约2%或更大、或者约2.5%或更大,或者可以为约10%或更小、约9%或更小、约8%或更小、约7%或更小、约6%或更小、约5%或更小、约4%或更小、或者约3%或更小左右。可以通过产生内部压力使得可以确保如上述的厚度关系来提供具有更优异的耐久性的光学装置。

在此,如已知的,重心可以意指当光学装置被悬挂或支撑时,其在水平上平衡的点,边缘可以为光学装置的端部或与端部相邻的部分。

对于封装,可以进行使用粘合膜的高压釜过程,如下所述,并且在该过程中,通常施加高温和高压。然而,在一些情况下,例如当在这样的高压釜过程之后,将施加至封装的粘合膜在高温下长时间储存时,发生一些重熔等,使得可能存在外基板变宽的问题。如果发生这样的现象,则力可能作用在封装的有源液晶元件和/或偏振器上,并且可能在内部形成气泡。

然而,当如上所述控制基板之间的曲率或曲率半径、外基板的厚度和布局时,即使由粘合膜引起的粘合力降低,作为恢复力和重力之和的净力也可以特别是在重力的中心区域中起防止变宽的作用,以及还起承受与高压釜相同的过程压力的作用。

光学装置还可以包括将有源液晶元件和/或偏振器封装在外基板中的粘合膜。例如,如图8所示,粘合膜40可以存在于外基板30与有源液晶层10之间、有源液晶层10与偏振器20之间、和/或偏振器20与外基板30之间,并且可以存在于有源液晶层10和偏振器20的侧面上,适当地,存在于所有侧面上。

粘合膜可以在将外基板30与有源液晶层10、有源液晶层10与偏振器20、以及偏振器20与外基板30彼此附接的同时封装有源液晶层10和偏振器20。

例如,在根据期望的结构层合外基板、有源液晶元件、偏振器和粘合膜之后,可以通过在真空状态下对其进行压制的方法来实现上述结构。

作为粘合膜,可以使用已知的材料而没有任何特别限制,例如,在已知的热塑性聚氨酯粘合膜(TPU:热塑性聚氨酯)、TPS(热塑性淀粉)、聚酰胺粘合膜、聚酯粘合膜、EVA(乙烯乙酸乙烯酯)粘合膜、聚烯烃粘合膜例如聚乙烯或聚丙烯、或者聚烯烃弹性体膜(POE膜)等中,可以选择满足下面将描述的物理特性的粘合膜。

作为粘合膜,可以使用具有预定范围内的相位差的膜。在一个实施方案中,粘合膜的面内相位差可以为100nm或更小。在另一个实施方案中,面内相位差可以为约95nm或更小、约90nm或更小、约85nm或更小、约80nm或更小、约75nm或更小、约70nm或更小、约65nm或更小、约60nm或更小、约55nm或更小、约50nm或更小、约45nm或更小、约40nm或更小、约35nm或更小、约30nm或更小、约25nm或更小、约20nm或更小、约15nm或更小、约10nm或更小、约9nm或更小、约8nm或更小、约7nm或更小、约6nm或更小、约5nm或更小、约4nm或更小、约3nm或更小、约2nm或更小、或者约1nm或更小。面内相位差可以为约0nm或更大、约1nm或更大、约2nm或更大、约3nm或更大、约4nm或更大、约5nm或更大、约6nm或更大、约7nm或更大、约8nm或更大、约9nm或更大、或者约9.5nm或更大。

粘合膜的厚度方向相位差的绝对值可以为例如200nm或更小。在另一个实施方案中,所述绝对值可以为约190nm或更小、180nm或更小、170nm或更小、160nm或更小、150nm或更小、140nm或更小、130nm或更小、120nm或更小、或者115nm或更小,或者可以为0nm或更大、10nm或更大、20nm或更大、30nm或更大、40nm或更大、50nm或更大、60nm或更大、70nm或更大、80nm或更大、或者90nm或更大。只要厚度方向相位差具有上述范围内的绝对值,其就可以为负的,或者可以为正的。

可以以相同的方式计算粘合膜的面内相位差(Rin)和厚度方向相位差(Rth),不同之处在于在以上方程式1和2中,用粘合膜的厚度(d)、慢轴方向上的折射率(nx)、快轴方向上的折射率(ny)和厚度方向上的折射率(nz)分别代替厚度(d)、慢轴方向上的折射率(nx)、快轴方向上的折射率(ny)和厚度方向上的折射率(nz),以对其进行计算。

在此,粘合膜的厚度可以为外基板30与有源液晶层10之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)、有源液晶层10与偏振器20之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)、以及偏振器20与外基板30之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)。

作为粘合膜,可以使用杨氏模量在0.1MPa至100MPa范围内的粘合膜。杨氏模量可以根据ASTM D882标准测量,并且可以通过以由相应标准提供的形式裁剪膜并使用能够测量应力-应变曲线(能够同时测量力和长度)的仪器来测量。

通过选择粘合膜以具有这样的杨氏模量,可以提供具有优异耐久性的光学装置。

这样的粘合膜的厚度没有特别限制,其可以例如在约200μm至600μm的范围内。在此,粘合膜的厚度可以为外基板30与有源液晶层10之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)、有源液晶层10与偏振器20之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)、以及偏振器20与外基板30之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)。

光学装置还可以包括缓冲层。这样的缓冲层可以存在于液晶元件的一侧或两侧上。图9示出了其中缓冲层50存在于有源液晶元件10的两侧上的结构,但是缓冲层50也可以仅存在于液晶元件10的一侧上。

缓冲层可以减轻由其中有源液晶元件被粘合膜封装的结构中的层之间的热膨胀系数的差异引起的负压,并且使得可以实现更耐久的装置。

在一个实施方案中,作为缓冲层,可以使用杨氏模量为1MPa或更小的层。在另一个实施方案中,缓冲层的杨氏模量可以为0.9MPa或更小、0.8MPa或更小、0.7MPa或更小、0.6MPa或更小、0.6MPa或更小、0.1MPa或更小、0.09MPa或更小、0.08MPa或更小、0.07MPa或更小、或者0.06MPa或更小。在另一个实施方案中,杨氏模量为约0.001MPa或更大、0.002MPa或更大、0.003MPa或更大、0.004MPa或更大、0.005MPa或更大、0.006MPa或更大、0.007MPa或更大、0.008MPa或更大、0.009MPa或更大、0.01MPa或更大、0.02MPa或更大、0.03MPa或更大、0.04MPa或更大、或者0.045MPa或更大。在此,杨氏模量的测量方法与上述粘合膜的测量方法相同。

作为缓冲层,可以使用显示出上述杨氏模量的透明材料而没有特别限制,例如,可以使用基于丙烯酸酯、基于氨基甲酸酯、基于橡胶或基于有机硅的低聚物或聚合物材料等。

缓冲层的厚度没有特别限制,其可以在可以通过表现出上述范围内的杨氏模量而有效地降低装置内部产生的负压的范围内选择。

除上述配置以外,光学装置还可以包括任何必需的配置,例如,可以在适当的位置包括已知的配置,例如延迟层、光学补偿层、抗反射层和硬涂层。

制造本申请的光学装置的方法没有特别限制。在一个实施方案中,光学装置可以经由用于上述封装的高压釜过程来制造。

例如,光学装置的制造方法可以包括以下步骤:使用粘合膜通过高压釜过程将有源液晶元件和/或偏振器封装在彼此相对设置的第一外基板与第二外基板之间。在该过程中,包括第一外基板和第二外基板的曲率之差等的详细内容如上所述。

高压釜过程可以通过根据期望的封装结构将粘合膜、有源液晶装置和/或偏振器布置在外基板之间并对其进行加热/压制来进行。

例如,如图8所示的光学装置可以通过在高压釜过程中对这样的层合体进行加热/压制来形成:在层合体中,外基板30、粘合膜40、有源液晶层10、粘合膜40、偏振器20、粘合膜40和外基板30以该顺序布置,并且粘合膜40还设置在有源液晶层10和偏振器20的侧面上。

高压釜过程的条件没有特别限制,例如,该过程可以根据施加的粘合膜的种类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、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,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多种应用,例如,可以用于眼部佩戴物如太阳镜或AR(增强现实)或VR(虚拟现实)眼部佩戴物、建筑物的外墙、或车辆用天窗等。

在一个实施方案中,光学装置本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车辆中,可以安装和使用与所述开口附接的光学装置或车辆用天窗。

此时,当外基板的曲率或曲率半径彼此不同时,曲率半径较小的基板,即曲率较大的基板可以布置在重力方向上。

有益效果

本申请提供了能够改变透射率的光学装置,并且这样的光学装置可以用于多种应用,例如眼部佩戴物如太阳镜或AR(增强现实)或VR(虚拟现实)眼部佩戴物、建筑物的外墙、或车辆用天窗。

附图说明

图1至3是用于说明本申请的液晶元件的弯折结构的图。

图4至9是用于说明本申请的光学装置的示意图。

图10是示出实施例的结果的照片。

图11至13是与光学装置的厚度测量有关的照片。

<附图标记和符号说明>

10:有源液晶元件

101:第一线

102:第二线

A、AA:弯折区域

D:第一线的等分线

T:第一线的等分线的切线

P:与第一线的等分线的切线正交

1022:用于测量第二线的角度的线

20:偏振器

201:偏振涂层

30:外基板

40:粘合膜

50:缓冲层

110:基材膜

120:有源液晶层

具体实施方式

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

1.曲率半径的测量

使用2D轮廓激光传感器测量外基板的曲率半径。此外,在下文中,各个外基板的曲率半径为彼此面对的表面的曲率半径,并且当曲率半径不恒定并且存在不同部分时,使用最大曲率半径作为参考。

2.厚度的测量

使用如图11所示的将厚度测量仪器(Mitutoyo,厚度计12/0.001mm547-401,分辨率:1μm,精确度:±3μm,范围:0mm至12mm)重新组装到支架上的仪器测量光学装置中的重心和边缘的厚度。首先如图11所示设定测量仪器的零点,如图12和13所示测量厚度,然后通过再次确认零点是否正确来确定厚度。

实施例1.

通过如下来生产光学装置:用热塑性聚氨酯粘合膜(厚度:约0.38mm,制造商:Argotec Co.,Ltd.,产品名:ArgoFlex)将作为有源液晶元件的宾-主液晶装置(单元间隙:约12μm,基材膜类型:PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯)膜),液晶/染料混合物类型:来自Merck的MAT-16-969液晶和各向异性染料(BASF,X12)的混合物)和基于PVA(聚乙烯醇)的偏振器封装在两个外基板之间。在此,作为外基板,使用厚度为约3mm左右的玻璃基板,其中使用曲率半径为约1030R的基板(第一外基板)和曲率半径为1000R的基板(第二外基板)。第一外基板与第二外基板的曲率半径之差为约3%。通过如下来生产层合体:将第一外基板、粘合膜、有源液晶元件、粘合膜、偏振器、粘合膜和第二外基板以该顺序层合,并将粘合膜也布置在有源液晶元件的所有侧面上。参照图7,层合体的结构为第一外基板(曲率半径1030R,301)、粘合膜、有源液晶元件、粘合膜、偏振器、粘合膜和第二外基板(曲率半径1000R,302)的形式,其中与第一外基板301相比,第二外基板302布置在重力方向上。此后,通过在约100℃的温度和约2个大气压左右的压力下进行高压釜过程来生产光学装置。

如对于制造的光学装置测量的,重心处的厚度为约7.82mm,边缘处的厚度为约8.03mm。因此,厚度差为约2.69%左右。然后,将所生产的光学装置施加至高温长期耐久性测试(在100℃的温度下保持约168小时)。图10是耐久性测试之后的装置的照片。从图中可以确定,稳定地生产光学装置而没有出现气泡或使基板变宽。

24页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:液晶表示元件

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!