光学元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种光学元件，以及一种智能光阑。
【背景技术】
[0002] -般而言，智能光阑是一种能够调节阳光的透光度的光阑，其涉及智能窗户、电子 窗帘、透射可变性玻璃或光致变色玻璃。
[0003] 例如，所述智能光阑可由能够调节光的透射率的光透射率调节层，以及设置用于 向所述光透射率调节层施加信号以控制所述光透射率调节层的驱动电路所组成。如此设置 的智能光阑可根据施加电压的状态以允许光线透过或不透过整个玻璃，还可通过控制所述 透射率而改变遮蔽。然而，上述方法存在的问题是，由于必须提供额外的外加电源来驱动所 述智能光阑，使得供电系统结构复杂。
[0004] 如专利文件1所公开的，近年来，开发出了不需要额外的外加电源的，通过结合偏 振片与延迟膜以制造智能光阑的技术。图案化为具有不同方向光轴的区域的液晶膜通常被 用作所述延迟膜。在此情况下，所述延迟膜存在的问题是，所述智能光阑的侧表面上的光轴 的细微偏差就会导致光学特性的不均匀性，使得在所述智能光阑的侧表面上难以实现均匀 的视觉灵敏度。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文件
[0007] (专利文件1)韩国未审查专利申请公开号2004-0004138。
【发明内容】
[0008] [技术问题]
[0009] 本申请用于提供一种光学元件，以及一种智能光阑。
[0010] [技术方案]
[0011] 本申请的一个方面提供了一种包括彼此面对面设置的第一偏振层和第二偏振层 的具体光学元件。各个所述第一偏振层和第二偏振层可包含具有形成于第一方向的吸收轴 的第一区域，以及具有形成于不同于所述第一方向的第二方向的吸收轴的第二区域。并且， 所述第一偏振层和第二偏振层中的至少一种可包括含有聚合性液晶化合物和二向色染料 的染料层。此染料层也指的是客体/主体型偏振元件，例如，由于二向色染料随着所述聚合 性液晶化合物的排列而排列，通过吸收平行于二向色染料的排列方向的光，并使垂直于所 述染料的排列方向的光透过，可以具有光学各向异性吸收效应。
[0012] 例如，所述具体光学元件可以用作所述智能光阑。在本发明中，所述术语"智能光 阑"可以是指能够实现仅在所述光阑的预定部分的透射模式或阻隔模式，以及全透射模式 或阻隔模式的功能性组件。
[0013] 在本申请中，所述术语"偏振层"可以是指当具有形成于一个方向的透射轴时，展 现出相对于入射光的各向异性透射特性的功能性层。例如，所述偏振层可具有从在各个方 向振动的入射光中，透射在一个方向振动的光并吸收在其它方向振荡的光的效果。
[0014] 所述第一偏振层和第二偏振层可设置为使得所述第一偏振层和第二偏振层的相 对位置发生变化。如以下将叙述的，所述光学元件可基于所述第一偏振层和第二偏振层 的相对位置的变化以调节光透射率。图1(a)的示意图显示的光学元件包括含有第一区域 1011和第二区域1012的第一偏振层101，以及含有第一区域1021和第二区域1022的第二 偏振层102,以使得第一偏振层101和第二偏振层102彼此面对面设置，图I (b)的示意图显 示的光学元件中，第一偏振层101和第二偏振层102设置为使得第一偏振层101和第二偏 振层102的相对位置发生变化。
[0015] 各个所述第一偏振层和第二偏振层可包括具有形成于第一方向的吸收轴的第一 区域，以及具有形成于不同于所述第一方向的第二方向的吸收轴的第二区域，例如，垂直于 第一方向的方向。例如，如图2和3所示，此第一偏振层和第二偏振层的第一区域1011和 1012和第二区域1021和1022可彼此交替设置，并具有在共同方向延伸的条纹形状。所述条 纹形状的间隔和斜度不作特别的限定，但可根据所述光学元件的所需用途而适当地选择。
[0016] 在所述光学元件中，例如，如图1(a)所示，所述第一偏振层的第一区域1011和所 述第二偏振层的第一区域1021设置为其中所述第一偏振层的第一区域1011面对所述第二 偏振层的第一区域1021的状态。在此情况下，在所述光学元件中，所述第一偏振层的第一 区域1011和所述第二偏振层的第一区域1021可以，例如，设置为使得所述第一偏振层的第 一区域1011和所述第二偏振层的第一区域1021的吸收轴（〇)彼此平行，且所述第一偏振 层的第二区域1012和所述第二偏振层的第二区域1022可设置为使得所述第一偏振层的第 二区域1012和所述第二偏振层的第二区域1022的吸收轴（〇)彼此平行。在此情况下，所 述光学元件可完整地透射平行于所述第一偏振层和第二偏振层的面对面区域的吸收轴方 向的入射光的偏振光。
[0017] 在所述光学元件中，所述第一偏振层和第二偏振层的相对位置可以，例如，如图 1(b)所示，发生变化以转变为第二状态，其中，设置为面对所述第二偏振层的第一区域 1021的所述第一偏振层的第一区域1011面对着所述第二偏振层的第二区域1022。面对面 的所述第一偏振层和第二偏振层的第一区域1011和第二区域1022的吸收轴（〇)可彼此 垂直。在此情况下，由于所述第一偏振层和第二偏振层的面对面区域的吸收轴（〇)彼此 垂直，所述光学元件可阻隔入射光。
[0018] 如上所述，所述第一偏振层和第二偏振层的其中之一可以是客体/主体型染料 层，且所述第一偏振层和第二偏振层二者均可以是客体/主体型染料层。当所述第一偏振 层和第二偏振层的其中之一为客体/主体型染料层时，另一偏振层可以是图案化的延迟膜 与具有形成于一个方向的透射轴的偏振片的结合。然而，在本申请中，在实现具有优异的所 需透射和阻隔特性的智能光阑的方面，优选所述第一偏振层和第二偏振层二者均为所述客 体/主体型染料层。
[0019] 例如，所述客体/主体型染料层可以是含有聚合性液晶化合物和二向色染料的偏 振材料的涂布层。因此，可采用辊对辊（roll-to-roll)过程来简单并连续地制作所述光学 元件，还可通过结构简化实现薄型元件。
[0020] 在本申请中，所述术语"聚合性液晶化合物"可指的是包含能够展现出液晶性的部 分（例如，液晶元骨架（mesogen backbone)等），并包含至少一个聚合性官能团的化合物。 例如，所述聚合性液晶化合物可以以聚合状态包含于偏振层中。在本发明中，所述术语"以 聚合状态包含的聚合性液晶化合物"可意为在所述偏振层中，聚合液晶化合物以形成骨架 (如液晶聚合物的主链或副链）。
[0021] 例如，可采用由以下化学式1表示的化合物作为所述聚合性液晶化合物：
[0022] [化学式1]
[0023]
【主权项】
1. 一种光学元件，包含彼此面对面设置的第一偏振层和第二偏振层，各个所述第一偏 振层和第二偏振层包含具有形成于第一方向的吸收轴的第一区域，以及具有形成于不同于 所述第一方向的第二方向的吸收轴的第二区域， 其中，所述第一偏振层和第二偏振层中的至少一层是含有聚合性液晶化合物和二向色 染料的客体/主体型染料层。
2. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述第一区域和第二区域彼此交替设置，并具有 在共同方向延伸的条纹形状。
3. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述第一偏振层和第二偏振层设置为使得所述 第一偏振层和第二偏振层的相对位置发生变化由第一状态转变为第二状态，在所述第一状 态中，所述第一偏振层的第一区域设置为面对所述第二偏振层的第一区域，在所述第二状 态中，所述第一偏振层的第一区域面对着所述第二偏振层的第二区域。
4. 权利要求3所述的光学元件，其中，所述第一偏振层的第一区域和所述第二偏振层 的第一区域设置为使得所述第一偏振层的第一区域的吸收轴和所述第二偏振层的第一区 域的吸收轴彼此平行，并且所述第一偏振层的第二区域和所述第二偏振层的第二区域设置 为使得所述第一偏振层的第二区域的吸收轴和所述第二偏振层的第二区域的吸收轴彼此 平行。
5. 权利要求3所述的光学元件，其中，所述第一偏振层的第一区域和所述第二偏振层 的第二区域设置为使得所述第一偏振层的第一区域的吸收轴和所述第二偏振层的第二区 域的吸收轴彼此垂直，并且所述第一偏振层的第二区域和所述第二偏振层的第一区域设置 为使得所述第一偏振层的第二区域的吸收轴和所述第二偏振层的第一区域的吸收轴彼此 垂直。
6. 权利要求1所述的光学元件，其中，各个所述第一偏振层和第二偏振层是含有聚合 性液晶化合物和二向色染料的客体/主体型染料层。
7. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述染料层为含有聚合性液晶化合物和二向色 染料的偏振材料的涂层。
8. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述聚合性液晶化合物以在水平方向配向的状 态包含于所述第一偏振层或第二偏振层中。
9. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述二向色染料展现出在400nm至700nm波长范 围内的最大吸光度。
10. 权利要求1所述的光学元件，其中，所述二向色染料具有5或更高二色性比。
11. 权利要求1所述的光学元件，进一步包含形成于各个所述第一偏振层和第二偏振 层的一个表面上的配向膜。
12. 权利要求11所述的光学元件，其中，所述配向膜为包含光学配向化合物的光学配 向膜。
13. 权利要求1所述的光学元件，进一步包含形成于各个所述第一偏振层和第二偏振 层的一个表面上的基底层。
14. 一种智能光阑，包含权利要求1所定义的光学元件。
【专利摘要】本发明涉及一种光学元件以及所述光学元件的应用。凭借采用偏振层(其采用包含聚合性液晶化合物和二向色染料的客体/主体型染料层而具有图案化的偏振特性)，所述具体的光学元件可用于实现在其侧表面和前表面具有优异透射和阻隔特性的智能光阑，而不需采用相位延迟膜。此光学元件可应用于各种光调节设备，如智能光阑、智能窗户、窗户保护膜、柔性显示元件、显示3D图像的主动式相位延迟器以及视角调节膜。
【IPC分类】G02B5-30
【公开号】CN104854492
【申请号】CN201480003419
【发明人】金信英, 李知妍, 朴文洙, 尹赫
【申请人】Lg化学株式会社
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年9月30日
【公告号】US20150177435