光调制装置的制作方法

1.本技术要求基于于2020年7月3日提交的韩国专利申请第10-2020-0082159号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
2.本技术涉及光调制装置。


背景技术：

3.光调制装置是能够在至少两种或更多种不同的状态之间切换的装置。这样的装置用于例如可穿戴设备，例如眼部佩戴物如眼镜或太阳镜；移动设备；用于虚拟现实(vr)的设备或用于增强现实(ar)的设备；或者用于车辆天窗或建筑物玻璃的窗(所谓的智能窗)等，其用途逐渐扩大。
4.在光调制装置中，使用宾主液晶体系的装置通过以下来改变液晶层的光吸收率：将作为客体分子的二色性染料与液晶层中的主体分子混合，并通过施加至液晶的电压来改变主体分子和客体分子的排列。
5.在这样的宾主液晶体系中，扩宽透射率可变范围(例如，透明状态下的透射率与阻挡状态下的透射率的比率)的方法包括增加被添加为客体分子的二色性染料的量的方法。然而，已知的二色性染料在作为主体分子的液晶化合物中不具有高的溶解度，使得在通过增加二色性染料的量来扩宽透射率可变范围方面存在限制。
6.同时，可以考虑通过向宾主液晶体系中添加手性掺杂剂的方法来扩宽透射率可变范围的方法。然而，即使在这种方法中，必须添加大量的手性掺杂剂以扩宽透射率可变范围，但由于因此添加的手性掺杂剂而可能出现液晶缺陷，并且可能出现可视性方面的问题。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本技术的一个目的是提供光调制装置。本技术的一个目的是提供不具有液晶缺陷或可视性劣化同时表现出宽的透射率可变范围的光调制装置及其用途。
9.技术方案
10.在本说明书中提及的物理特性中，除非另有说明，否则其中测量温度影响结果的物理特性是在室温下测量的结果。
11.在本说明书中，术语室温是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℃的范围内的任一温度，例如约15℃或更高、18℃或更高、20℃或更高、或者约23℃或更高并且同时约27℃或更低。此外，除非另有说明，否则本说明书中提及的温度的单位为摄氏度(℃)。
12.在本说明书中提及的物理特性中，除非另有说明，否则其中测量压力影响结果的物理特性是在常压下测量的结果。
13.术语常压是没有加压或减压的自然压力，其在大气压的水平下通常意指约1个大气压左右。
14.在其中测量湿度影响结果的物理特性的情况下，相关物理特性是在室温和/或常压状态下没有特别控制的自然湿度下测量的物理特性。
15.在本说明书中，在定义角度的术语中，术语例如垂直、水平、正交或平行意指在不损害预期效果的范围内基本上垂直、水平、正交或平行，并且垂直、水平、正交或平行的范围包括误差例如生产误差或偏差(变化)。例如，前述的每种情况可以包括约
±
15度内的误差、约
±
10度内的误差或约
±
5度内的误差。
16.本技术涉及光调制装置。术语光调制装置可以意指能够在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其中至少透射率、反射率、颜色和/或雾度不同的状态。
17.本技术的光调制装置可以包括被设置成面向彼此的第一基底和第二基底，并且还可以包括在第一基底与第二基底之间的液晶层。在此，第一基底和第二基底各自具有第一表面，其中第一基底和第二基底可以被设置成使得它们的第一表面面向彼此。在本技术中，术语第一基底的第一表面或第二基底的第一表面意指第一基底或第二基底的任一个主表面，第二表面意指第一基底或第二基底中与第一表面相反的表面。
18.如下所述，可以在第一基底的第一表面上形成压敏粘合剂层或粘合剂层。
19.此外，第一基底与第二基底之间的距离可以通过所谓的分隔壁间隔物来保持。
20.图1示例性地示出了根据本技术的一个方面的光调制装置。根据第一实例的光调制装置顺序包括第一基底101、液晶层300和第二基底201。第一基底101可以具有形成在其第一表面上的压敏粘合剂层或粘合剂层103。如下所述，液晶层300可以包含液晶化合物和手性掺杂剂。如图1所示，在第二基底201的第一表面上可以存在液晶配向膜203。在另一个方面中，可以不存在液晶配向膜203。在图1中，第一基底和第二基底相对设置使得它们的第一表面面向彼此，第一基底与第二基底之间的距离通过分隔壁间隔物400来保持。
21.图2示例性地示出了根据本技术的另一个方面的光调制装置。图2的光调制装置具有与图1的装置的结构类似的结构，但在第二基底201上未形成液晶配向膜。即使在图2的结构中，第一基底与第二基底之间的距离也通过分隔壁间隔物400来保持。
22.本技术的光调制装置可以被配置成实现至少扭曲取向。这样的扭曲取向状态可以在其中没有施加电压的状态下实现或者在其中施加电压的状态下实现。
23.液晶层可以被配置成能够在扭曲取向与其他取向之间切换。例如，如果扭曲取向是在其中没有施加电压的状态下实现的，则其可以通过施加电压切换至其他取向，如果扭曲取向是在其中施加电压的状态下实现的，则其可以通过移除电压而在其中没有施加电压的状态下切换至其他取向。
24.在一个实例中，液晶层可以被配置成使得扭曲取向状态下的液晶层的厚度(单元间隙，d)与液晶层的节距(p)的比率(d/p)大于2.8且为10或更小。这样的d/p比率可以通过调节液晶层中存在的手性掺杂剂的比率和液晶层的厚度来调节。可以通过以下来提供具有宽的透射率可变范围并且不具有可视性劣化和液晶缺陷的光调制装置：通过分隔壁间隔物来保持表现出这样的d/p的液晶层之间的距离。
25.在另一个实例中，d/p可以为2.9或更大、3或更大、3.1或更大、3.2或更大、3.3或更大、3.4或更大、3.5或更大、3.6或更大、3.7或更大、3.8或更大、3.9或更大、4或更大、4.1或更大、4.2或更大、4.3或更大、4.4或更大、4.5或更大、4.6或更大、4.7或更大、或者4.8或更
大，或者还可以为9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、5.7或更小、5.5或更小、5.4或更小、5.3或更小、5.2或更小、5.1或更小、5.0或更小、4.9或更小、4.7或更小、4.5或更小、或者4或更小左右。
26.本技术的光调制装置可以被设计成能够在透明模式与黑色模式之间切换。光调制装置的切换可以根据施加外部信号例如是否施加电压信号来调节。在一个实例中，黑色模式可以以上述扭曲取向来实现，透明模式可以以与扭曲取向不同的取向来实现。
27.本技术的光调制装置可以包括具有被设置成面向彼此的两个基底和定位在基底之间的液晶层的结构作为基础单元。该基础单元也可以被称为液晶单元。通常，在第一基底和第二基底二者的面向液晶层的两个表面上形成液晶配向膜，但在第一基底上形成压敏粘合剂层或粘合剂层，由此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。因此，在本技术的光调制装置的第一基底上可以不形成液晶配向膜。此外，用于保持第一基底与第二基底之间的距离(单元间隙)的间隔物存在在光调制装置的第一基底和第二基底中的任一者上，但当在第一基底上形成压敏粘合剂层或粘合剂层时，压敏粘合剂层或粘合剂层可以附接至间隔物以大大改善第一基底和第二基底的结合力。
28.在本说明书中，基底的第一表面意指基底的主表面和其相反表面中的任一者，第二表面意指基底的主表面和其相反表面中的另一个表面。此外，在此，主表面可以意指基底的表面中具有最大面积的表面。
29.作为第一基底和第二基底，可以使用已知的基底材料而没有任何特别限制。例如，可以使用无机基底例如玻璃基底、结晶或无定形硅基底或石英基底、或塑料基底作为基底。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，其可以在适当的范围内选择。
30.在本技术的光调制装置中，可以在第一基底的第一表面上形成压敏粘合剂层或粘合剂层。在一个实例中，形成在第一表面上的压敏粘合剂层或粘合剂层的面积(a)与第一表面的面积(b)的比率(百分比)(＝100
×
a/b)可以为50％或更大、55％或更大、60％或更大、65％或更大、70％或更大、75％或更大、80％或更大、85％或更大、90％或更大、或者95％或更大左右。比率(百分比)(＝100
×
a/b)的上限没有特别限制，其可以为例如约100％左右。
31.压敏粘合剂层或粘合剂层可以为光学透明的。压敏粘合剂层或粘合剂层对于可见光区域(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。
32.作为粘合剂层或压敏粘合剂层，可以使用已知的材料而没有任何特别限制，例如，可以使用被称为所谓的oca(optically clear adhesive，光学透明粘合剂)或ocr(optically clear resin，光学透明树脂)的材料。本发明人已经证实，这样的oca或ocr材料对于液晶化合物表现出一定水平的取向力，并证实了这种取向力实现了非常适用于特定应用(例如如上所述的智能窗或眼部佩戴物)的取向状态。
33.压敏粘合剂层或粘合剂层的类型没有特别限制，只要使用对液晶具有强的耐污性的压敏粘合剂或粘合剂就足够了。如上所述，作为压敏粘合剂层，可以使用行业内被称为所谓的oca(光学透明粘合剂)的各种类型的压敏粘合剂，其中压敏粘合剂的特征在于在待附接的对象被结合之前固化。作为这样的压敏粘合剂，例如，可以使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。作为粘合剂层，可以使用行业内被称为所谓的ocr(光学透明树脂)的各种类型的粘合剂，其中粘合剂的特征在于在待附接的对象被结合之后固化。可以将这样的粘合剂涂覆在基底上并通过热或uv来半固化，然后在制造光调制装置之后通过热或uv来完全固化。压敏粘合剂层或粘合剂层可以与液晶配向膜组合以诱导液晶化合物的适当取向。
34.在一个实例中，压敏粘合剂层或粘合剂层可以为对液晶分子同时具有液晶取向力和附接力的液晶取向压敏粘合剂层或粘合剂层。例如，压敏粘合剂或粘合剂可以为垂直取向或水平取向的压敏粘合剂或粘合剂。在本说明书中，垂直取向的压敏粘合剂或粘合剂可以意指具有能够将上基底和下基底结合的附接力，同时向相邻的液晶化合物赋予垂直取向力的压敏粘合剂或粘合剂。在本说明书中，水平取向的压敏粘合剂或粘合剂可以意指具有能够将上基底和下基底结合的附接力，同时向相邻的液晶化合物赋予水平取向力的压敏粘合剂或粘合剂。
35.相邻的液晶化合物相对于垂直取向的压敏粘合剂或粘合剂的预倾斜角可以在80度至90度、85度至90度、或87度至90度的范围内，相邻的液晶化合物相对于水平取向的压敏粘合剂或粘合剂的预倾斜角可以在0度至10度、0度至5度、或0度至3度的范围内。根据本技术的一个实例，可以使用垂直取向的压敏粘合剂或粘合剂作为压敏粘合剂或粘合剂。
36.在本说明书中，预倾斜角可以意指在其中没有施加电压的状态下，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状时，液晶化合物的指向矢可以意指长轴方向，当液晶化合物具有盘状时，液晶化合物的指向矢可以意指与盘的平面的法线方向平行的轴。当液晶层中存在具有不同指向矢的复数种液晶化合物时，指向矢可以为矢量和。
37.在本技术的一个实例中，作为对液晶具有强的耐污性并具有垂直取向力的压敏粘合剂或粘合剂，例如，可以使用基于有机硅的压敏粘合剂或粘合剂。作为基于有机硅的压敏粘合剂或粘合剂，可以使用包含可固化有机硅化合物的组合物的固化产物。由于可固化有机硅化合物因其表面特性而可以表现出垂直取向能力，因此可以从已知的有机硅压敏粘合剂或粘合剂中选择适当的类型。包含可固化有机硅化合物的组合物(在下文中，可固化有机硅组合物)的类型没有特别限制，其中例如，可以使用可热固化有机硅组合物或可紫外固化有机硅组合物。
38.在一个实例中，可固化有机硅组合物为可加成固化有机硅组合物，其可以包含(1)分子中含有两个或更多个烯基的有机聚硅氧烷和(2)分子中含有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。
39.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
2/2
表示的硅氧烷单元以及由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。
40.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。
41.此外，在此，r2为烯基，具体地，其可以为乙烯基、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，具体地，其可以为烷基，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.(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个至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。
44.可加成固化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。
45.可加成固化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。
46.在另一个实例中，作为可缩合固化有机硅组合物，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。
47.(a)硅氧烷聚合物可以为例如由下式1表示的化合物。
48.[式1]
[0049]r1ar2b
sioc(or3)d[0050]
在式1中，r1和r2各自独立地表示氢原子或者经取代或未经取代的一价烃基，r3表示烷基，其中当存在复数个r1、r2和r3时，它们各自可以彼此相同或不同，a和b各自独立地表示0或更大且小于1的数，a+b表示大于0且小于2的数，c表示大于0且小于2的数，d表示大于0且小于4的数，以及a+b+c
×
2+d为4。
[0051]
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。
[0052]
在式1的限定中，r3的烷基的实例可以包括甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基等。在这些烷基中，通常应用甲基或乙基等，但不限于此。
[0053]
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。
[0054]
(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适当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适当的单官能烷氧基硅烷。
[0055]
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。
[0056]
作为可缩合固化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。
[0057]
[式2]
[0058][0059]
在式2中，r4和r5各自独立地表示氢原子或者经取代或未经取代的一价烃基，其中当存在复数个r4和r5时，它们可以彼此相同或不同，以及n表示5至2000的整数。
[0060]
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。
[0061]
(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适当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(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。
[0062]
具有垂直取向力的压敏粘合剂或粘合剂的类型没有特别限制，其可以根据期望用途适当地选择。例如，可以适当地选择和使用固体压敏粘合剂或粘合剂、半固体压敏粘合剂
或粘合剂、弹性压敏粘合剂或粘合剂、或者液体压敏粘合剂或粘合剂。固体压敏粘合剂或半固体压敏粘合剂或弹性压敏粘合剂可以被称为压敏粘合剂(pressure sensitive adhesive，psa)，其可以在粘合对象被结合之前固化。在本技术中，例如，可以使用聚二甲基硅氧烷压敏粘合剂或聚甲基乙烯基硅氧烷压敏粘合剂作为具有垂直取向力的psa型压敏粘合剂，可以使用烷氧基有机硅粘合剂作为具有垂直取向力的ocr型粘合剂，但不限于此。
[0063]
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，或者还可以为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。
[0064]
通过在以上布置下包括压敏粘合剂层或粘合剂层，可以提供在具有优异的粘合力的同时可以控制光泄露(特别是在黑色模式下)以表现优异的光学特性的光调制装置。
[0065]
在光调制装置中，在第二基底的第一表面(面向第一基底的第一表面的表面)上可以形成液晶配向膜或者可以不形成液晶配向膜。当形成液晶配向膜时，形成在第二基底的第一表面上的配向膜的类型没有特别限制。即，作为配向膜，可以考虑期望的初始取向来应用已知的垂直配向膜或水平配向膜或其他配向膜。对于配向膜的类型，可以应用接触配向膜(例如摩擦配向膜)或非接触配向膜(例如光配向膜)。
[0066]
液晶层可以存在于第一基底的压敏粘合剂层或粘合剂层与第二基底的配向膜之间。液晶层是能够根据是否施加外部信号而单独地或与其他组件结合地改变透光率、反射率、雾度和/或颜色的功能层。在本说明书中，外部信号可以意指可以影响液晶层中包含的材料(例如光调制材料)的行为的外部因素例如外部电压。因此，其中不存在外部信号的状态可以意指其中没有施加外部电压等的状态。
[0067]
液晶层为包含液晶化合物的层，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包含液晶化合物以及其他添加剂例如手性掺杂剂的层也是本说明书中规定的液晶层的种类。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变化。作为液晶化合物，可以使用任何种类的液晶化合物，只要其取向方向可以通过施加外部信号来改变即可。
[0068]
液晶层可以包含具有正的或负的介电常数各向异性的液晶化合物。可以考虑本技术的目的来适当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//)意指在其中施加电压使得液晶的指向矢和通过施加的电压的电场的方向基本上水平的状态下，沿电场的方向测量的介电常数值，垂直介电常数(ε
⊥
)意指在其中施加电压使得液晶的指向矢和通过施加的电压的电场的方向基本上垂直的状态下，沿电场的方向测量的介电常数值。
[0069]
为了实现上述d/p比率，液晶层可以包含手性掺杂剂以及液晶化合物(或者也可以被称为液晶分子)。通过调节手性掺杂剂的含量以及液晶层的厚度(单元间隙)，可以调节d/p比率。
[0070]
作为液晶层中包含的手性掺杂剂，可以应用已知化合物而没有任何特别限制。可以使用手性掺杂剂而没有任何特别限制，只要其可以诱导期望的扭曲而不损害液晶性例如
向列规则性即可。用于在液晶分子中诱导旋转的手性掺杂剂需要在分子结构中至少包括手性。手性剂可以例示为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。手性剂可以为例如具有1,500或更小的分子量的低分子量化合物。作为手性剂，也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basf的lc756。
[0071]
可以考虑本技术的目的来适当选择液晶层中手性掺杂剂的含量。例如，液晶层中手性掺杂剂的含量可以为0.1重量％或更大、0.25重量％或更大、0.5重量％或更大、0.75重量％或更大、1重量％或更大、1.25重量％或更大、1.5重量％或更大、2重量％或更大、2.5重量％或更大、或者2.7重量％或更大。液晶层中手性掺杂剂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、7重量％或更小、6重量％或更小、5.0重量％或更小、4.0重量％或更小、3.5重量％或更小、3.0重量％或更小、2.75重量％或更小、2.5重量％或更小、2.25重量％或更小、2.0重量％或更小、1.75重量％或更小、或者1.5重量％或更小。当液晶层中手性掺杂剂的含量满足以上范围时，可以提供具有优异的透射率可变特性的光调制装置。
[0072]
选择手性掺杂剂的应用比率使得可以实现比率d/p。通常，手性掺杂剂的含量(重量％)可以通过式100/htp(helical twisting power，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，手性掺杂剂的含量可以参照以上方法考虑期望的节距来确定。
[0073]
在调节透光率可变特性方面，液晶层还可以包含二色性染料以及液晶化合物，如上所述，这种情况的液晶层可以被称为宾主液晶层。在本说明书中，染料可以意指能够强烈吸收和/或改变可见光区域例如400nm至700nm波长范围内的至少部分或全部范围内的光的材料，术语“二色性染料”可以意指能够各向异性地吸收可见光区域的至少部分或全部范围内的光的材料。在本说明书中，术语“ghlc层(guest host liquid crystal layer，宾主液晶层)”可以意指二色性染料根据液晶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，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。
[0074]
作为二色性染料，例如，可以选择和使用已知具有可以通过所谓的主宾效应根据液晶化合物的配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染料，但本技术中可应用的染料不限于前述。
[0075]
作为二色性染料，可以使用二色性比(即，通过将与各向异性染料的长轴方向平行的偏振光的吸收除以与垂直于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。
[0076]
可以考虑本技术的目的适当选择液晶层中二色性染料的含量。例如，液晶层中二色性染料的含量可以为0.1重量％或更大、0.25重量％或更大、0.5重量％或更大、0.75重量％或更大、1重量％或更大、1.25重量％或更大、1.5重量％或更大、2重量％或更大、2.5重量％或更大、或者2.7重量％或更大。液晶层中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、7重量％或更小、6重量％或更小、5.0重量％或更小、4.0重量％或更小、3.5重量％或更小、3.0重量％或更小、2.75重量％或更小、2.5重量％或更小、2.25重量％或更小、2.0重量％或更小、1.75重量％或更小、或者1.5重量％或更小。当液晶层中二色性染料的含量满足以上范围时，可以提供具有优异的透射率可变特性的光调制装置。在一个实例中，随着二色性染料的含量在上述范围内增加，可以提供具有优异的透射率可变特性的光调制装置。
[0077]
可以考虑本技术的目的适当地选择液晶化合物的类型和物理特性。在一个实例中，液晶分子可以为向列型液晶或近晶型液晶。向列型液晶可以意指其中虽然位置没有规则性，但棒状液晶分子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排列以形成层状结构并在长轴方向上具有规则性地平行排列的液晶。根据本技术的一个实例，可以使用向列型液晶作为液晶分子。
[0078]
在一个实例中，液晶分子可以为非反应性液晶分子。非反应性液晶分子可以意指不具有任何可聚合基团的液晶分子。在此，可聚合基团可以例示为丙烯酰基、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，但不限于此，并且可以包括已知为可聚合基团的已知官能团。
[0079]
可以考虑期望的物理特性例如透射率可变特性来适当选择液晶分子的折射率各向异性。在本说明书中，术语折射率各向异性可以意指液晶分子的非寻常折射率与寻常折射率之差。液晶分子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。当液晶分子的折射率各向异性在以上范围内时，可以提供具有优异的透射率可变特性的光调制装置。在一个实例中，随着液晶分子的折射率在以上范围内降低，可以提供具有优异的透射率可变特性的光调制装置。
[0080]
考虑到目标液晶单元的驱动方法，液晶分子的介电常数各向异性可以具有正的介电常数各向异性或负的介电常数各向异性。在本说明书中，术语介电常数各向异性可以意指液晶分子的非寻常介电常数(εe)与寻常介电常数(εo)之差。液晶分子的介电常数各向异性可以例如在
±
40以内、
±
30以内、
±
10以内、
±
7以内、
±
5以内或
±
3以内的范围内。当将液晶分子的介电常数各向异性控制在以上范围内时，在光调制元件的驱动效率方面可以是有利的。
[0081]
液晶层中液晶化合物的液晶分子和二色性染料的总重量可以为例如约60重量％或更大、65重量％或更大、70重量％或更大、75重量％或更大、80重量％或更大、85重量％或更大、90重量％或更大、或者95重量％或更大，在另一个实例中，其可以小于约100重量％，为98重量％或更小、或者96重量％或更小。
[0082]
液晶层可以根据是否施加电压来切换取向状态。可以例如在垂直于第一基底和第
二基底的方向上施加电压。
[0083]
在一个实例中，当没有施加电压时，液晶层可以以扭曲状态存在，当施加电压时，液晶层可以以垂直取向状态存在。在扭曲取向状态下，扭曲角可以例如大于500度。这样的液晶单元可以被称为htn(highly twisted nematic，高度扭曲向列)驱动模式液晶单元。扭曲角的上限可以为例如3000度或更小。在本说明书中，扭曲角可以通过以下一般式1来计算。
[0084]
[一般式1]
[0085]
扭曲角(a)＝a+b
×
360
[0086]
在以上一般式1中，a为由扭曲取向状态下的液晶层中存在于最下部的液晶分子的光轴和存在于最上部的液晶分子的光轴形成的角度，b为节距的数目。
[0087]
根据本技术的一个实例，扭曲角可以为约550度或更大、600度或更大、650度或更大、700度或更大、750度或更大、800度或更大、850度或更大、900度或更大、950度或更大、1000度或更大、1120度或更大、1240度或更大、1360度或更大、1480度或更大、1600度或更大、1720度或更大、或者1840度或更大。扭曲角的下限可以为约2900度或更小、2800度或更小、2700度或更小、2600度或更小、2500度或更小、2400度或更小、2300度或更小、2200度或更小、2160度或更小、2130度或更小、2100度或更小、2070度或更小、2040度或更小、2010度或更小、1980度或更小、1950度或更小、或者1920度或更小。
[0088]
通过应用htn液晶驱动模式，本技术可以提供在实现低透射率的同时具有优异的透射率可变水平的光调制装置。
[0089]
在扭曲取向液晶层中，液晶分子可以具有其中光轴在沿虚拟螺旋轴扭曲的同时在层中取向的螺旋结构。液晶分子的光轴可以意指液晶分子的慢轴，其中液晶分子的慢轴可以与棒状液晶分子的长轴平行。螺旋轴可以形成为与液晶层的厚度方向平行。在本说明书中，液晶层的厚度方向可以意指与以最短距离连接液晶层的最下部和最上部的虚拟线平行的方向。在一个实例中，液晶层的厚度方向可以为与在垂直于聚合物基底的表面的方向上形成的虚拟线平行的方向。
[0090]
扭曲取向状态下的液晶层的厚度(d)与节距(p)的比率(d/p)可以超过2.8。当比率(d/p)超过2.8时，当没有施加电压时液晶层可以以扭曲状态存在，该扭曲取向状态下的液晶层中液晶分子的扭曲角可以为860度或更大。这样的液晶单元可以被称为htn(高度扭曲向列)驱动模式液晶单元。此外，当比率(d/p)为2.8或更小时，出现初始透射率的增加，从而可能无法实现本技术旨在实现低透射率的目的，因此以上范围是优选的。
[0091]
当液晶层的厚度(d)与节距(p)的比率(d/p)超过10时，驱动电压增加，因此可以将比率(d/p)的上限调节为10或更小。在另一个实例中，d/p可以为2.9或更大、3或更大、3.1或更大、3.2或更大、3.3或更大、3.4或更大、3.5或更大、3.6或更大、3.7或更大、3.8或更大、3.9或更大、4或更大、4.1或更大、4.2或更大、4.3或更大、4.4或更大、4.5或更大、4.6或更大、4.7或更大、或者4.8或更大，或者还可以为9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、5.7或更小、5.5或更小、5.4或更小、5.3或更小、5.2或更小、5.1或更小、5.0或更小、4.9或更小、4.7或更小、4.5或更小、或者约4或更小左右。
[0092]
液晶层的厚度(d)可以具有与单元间隙相同的含义。在本技术中，液晶层的厚度(d)可以在0.1μm至50μm的范围内，在另一个实例中，其可以为0.5μm或更大、1μm或更大、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、10μm或更大、11μm或更大、或者11.5μm或更大，或者可以为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、10μm或更小、9μm或更小、或者8μm或更小。
[0093]
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，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，第789至791页)中描述的方法来测量。
[0094]
如上所述，比率(d/p)可以通过调节液晶层的厚度和液晶层中手性掺杂剂的含量来实现。
[0095]
在使用常规球形间隔物的宾主液晶体系中，当应用htn液晶驱动模式以实现低透射率时，出现液晶缺陷，导致可视性方面的问题。当降低手性掺杂剂的含量以解决可视性问题时，黑色状态下的透射率增加，使得可能无法实现低透射率。
[0096]
在本技术的光调制装置中，应用同时使用压敏粘合剂层或粘合剂层和以下描述的分隔壁间隔物的结构，由此在htn液晶驱动模式下不出现液晶缺陷，并且可以增加手性掺杂剂含量以降低节距，由此可以增加透射光的吸收，使得可以有效地实现光调制装置的透明状态和黑色状态。
[0097]
在本技术的光调制装置中，第一基底与第二基底之间的距离可以通过分隔壁间隔物来保持。作为分隔壁间隔物，可以应用蜂窝分隔壁间隔物或四边形分隔壁间隔物、三角形分隔壁间隔物、或随机间隔物。
[0098]
在此，蜂窝分隔壁间隔物、长方形分隔壁间隔物或三角形分隔壁间隔物意指其中当在基底的法线方向上观察形成在基底上的分隔壁间隔物的形状时，由分隔壁间隔物形成的图形为蜂窝型、四边形或三角形的情况，如已知的。通常，蜂窝型可以为正六边形的组合，四边形可以为正方形、长方形、或正方形和长方形的组合。在以上结构中，六边形、四边形或三角形可以分别为正六边形、正方形或等边三角形或者可以不为正六边形、正方形或等边三角形。
[0099]
此外，在此，随机间隔物是其中分隔壁随机排列的情况，其意指其中分隔壁不形成图形的情况或者即使在形成图形的情况下，也随机形成图形而不是标准图形。
[0100]
可以考虑期望的附接力或单元间隙保持效率等来适当选择分隔壁间隔物的间距(p)。
[0101]
例如，分隔壁间隔物的间距p可以在100μm至1,000μm的范围内。在另一个实例中，间距可以为150μm或更大、200μm或更大、250μm或更大、300μm或更大、350μm或更大、400μm或更大、450μm或更大、500μm或更大、或者550μm或更大，或者还可以为950μm或更小、900μm或更小、850μm或更小、800μm或更小、750μm或更小、700μm或更小、650μm或更小、600μm或更小、550μm或更小、500μm或更小、450μm或更小、或者300μm或更小。用于获得分隔壁间隔物中间距的方法是公知的。例如，如果分隔壁间隔物为蜂窝型，则通过构成蜂窝的六边形中面向彼此的边之间的间隔来获得间距，如果分隔壁间隔物为四边形或三角形，则将四边形或三角形的边的长度设定为间距。当构成蜂窝的六边形中面向彼此的边之间的间隔或者四边形或三角形的边的长度不恒定时，可以将其平均值定义为间距。此外，当分隔壁间隔物为随机型
时，可以将各分隔壁之间的间隔的平均值(平均间隔)定义为间距。
[0102]
分隔壁间隔物的线宽例如四边形或构成蜂窝的六边形的每条边的宽度可以例如在约5μm至50μm的范围内。在另一个实例中，线宽可以为约10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大、或者25μm或更大，或者可以为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。
[0103]
在这样的范围内，可以适当地保持单元间隙，并且还可以优异地保持基底之间的附接力。
[0104]
同时，可以考虑上基底与下基底之间的距离来调节分隔壁间隔物的高度。在本技术中，分隔壁间隔物的高度大致与液晶层的厚度(单元间隙)一致，并且意指在基底的表面的法线方向上测量的间隔物的尺寸。例如，分隔壁间隔物的高度可以在0.1μm至50μm的范围内，在另一个实例中，其可以为1μm或更大、2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、6μm或更大、7μm或更大、或者8μm或更大，或者可以为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、10μm或更小、9μm或更小、或者8μm或更小，但不限于此。此时，当间隔物的高度不恒定时，高度可以为测量的最大高度或最小高度、或者最大高度和最小高度的平均值。
[0105]
在本技术中，间隔物可以通过应用用于制造呈分隔壁形式的间隔物的常规方法来制造。通常，呈分隔壁形式的间隔物可以通过使用可固化树脂组合物的方法(例如压印法等)来制造。因此，本技术的间隔物可以包含可固化树脂组合物的固化产物。作为可固化树脂组合物，可以应用用于间隔物形成的已知类型而没有任何特别限制。这样的树脂组合物通常包括可热固化树脂组合物或可光固化树脂组合物例如可紫外固化树脂组合物。
[0106]
作为可热固化树脂组合物，例如可以使用有机硅树脂组合物、呋喃树脂组合物、聚氨酯树脂组合物、环氧树脂组合物、氨基树脂组合物、酚树脂组合物、脲树脂组合物、聚酯树脂组合物或三聚氰胺树脂组合物等，但不限于此。
[0107]
作为可紫外固化树脂组合物，可以使用通常包含以下的树脂组合物：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。在另一个实例中，还可以使用有机硅聚合物形成间隔物，当使用有机硅聚合物形成间隔物时，保留在间隔物的凹形区域中的有机硅聚合物可以用作垂直配向膜，使得如下所述，在其中存在间隔物的基底上也可以不使用另外的垂直配向膜。作为有机硅聚合物，可以使用具有硅和氧的键(si-o-si)作为主轴的已知聚合物，例如可以使用聚二甲基硅氧烷(pdms)，但不限于此。
[0108]
通过控制如上间隔物的形状、排列和/或排列方法，本技术可以提供在适当地保持单元间隙并且具有上膜基底与下膜基底之间的优异粘合力的同时使液晶缺陷最小化以具有改善的可视性的光调制装置。
[0109]
为了实现以上效果，还可以调节分隔壁间隔物与液晶层之间的关系。例如，在光调制装置中，分隔壁间隔物的间距(p1)与液晶层的厚度(d)的比率(p1/d)可以在10至100的范围内。在另一个实例中，该比率可以为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、或者55或更大，或者还可以为95或更小、90或更小、85或更小、80或更小、75或更小、70或更小、65或更小、60或更小、55或更小、50或更小、45或更小、或
者40或更小左右。
[0110]
此外，在光调制装置中，分隔壁间隔物的间距(p1)与液晶层的节距(在扭曲取向状态下的节距，p)的比率(p1/p)可以在50至500的范围内。在另一个实例中，该比率可以为60或更大、70或更大、80或更大、90或更大、100或更大、110或更大、120或更大、130或更大、140或更大、150或更大、160或更大、170或更大、180或更大、190或更大、200或更大、或者210或更大，或者还可以为450或更小、400或更小、350或更小、300或更小、250或更小、200或更小、或者190或更小左右。
[0111]
在这样的范围内，可以更有效地确保光学装置的期望性能。
[0112]
本技术的光调制装置还可以包括在第一基底和第二基底中的每一者的一侧上的电极层，只要不妨碍本技术的效果即可。在一个实例中，各电极层可以形成在第一基底的第一表面与压敏粘合剂层或粘合剂层之间和/或在第二基底的第一表面与配向膜之间。
[0113]
电极层可以向液晶层施加适当的电场使得可以切换液晶分子的配向状态。电场的方向可以为垂直方向或水平方向，例如液晶层的厚度方向或平面方向。
[0114]
电极层可以为例如透明导电层。透明导电层可以通过沉积例如导电聚合物、导电金属、导电纳米线或金属氧化物例如ito(氧化铟锡)等来形成。此外，能够形成透明导电层的各种材料和形成方法是已知的，其可以没有限制地应用。
[0115]
本技术的光调制装置可以根据需要包括其他另外的组件。即，根据驱动模式，即使单独用具有上述结构的光调制装置，也可以实现上述透明模式和黑色模式以及它们之间的切换，但为了便于这些模式的实现或切换，还可以包括另外的组件。
[0116]
例如，所述装置还可以包括在第一基底和/或第二基底的第二表面上的偏光层。术语偏光层可以意指将自然光或非偏振光转换成偏振光的元件。在一个实例中，偏光层可以为线性偏光层。线性偏光层意指其中选择性透射的光是在任一方向上振动的线性偏振光以及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。
[0117]
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 brightness enhancement film，双亮度增强膜)的反射性偏光层、或者通过涂覆液晶化合物例如llc(lyotropic liquid crystal，溶致液晶)而形成的反射性偏光层，但不限于此。
[0118]
然而，在一个实例中，光调制装置可以不包括偏光层。
[0119]
当没有施加电压时，上述光调制装置可以以扭曲取向状态存在以表现出最小透射率，当施加电压时，可以以垂直配向状态存在以表现出最大透射率。
[0120]
表现出最大透射率的透明模式状态下的光调制装置的透射率可以为至少20％或更大、21％或更大、22％或更大、23％或更大、24％或更大、25％或更大、26％或更大、27％或更大、28％或更大、29％或更大、30％或更大、31％或更大、32％或更大、33％或更大、34％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、或者80％或更大左右。表现出最小透射率的黑色模式状态下的光调制装置的透射率可以为10％或更小、9％或更小、8％或更小、7％或更小、6％或更小、5％或更小、
4％或更小、3％或更小、2％或更小、1％或更小、0.9％或更小、0.8％或更小、0.7％或更小、0.6％或更小、0.5％或更小、0.4％或更小、或者0.3％或更小。
[0121]
透明模式下的透射率越高越有利，黑色模式下的透射率越低越有利，因此透明模式下的透射率的上限和黑色模式下的透射率的下限没有特别限制。在一个实例中，透明模式状态下的透射率的上限可以为约100％，黑色模式状态下的透射率的下限可以为约0％。
[0122]
在一个实例中，本技术的光调制装置可以在没有偏光层的状态下实现所述透射率。
[0123]
在一个实例中，光调制装置中透明模式状态下的透射率与黑色模式状态下的透射率之差(透明模式-黑色模式)可以为25％或更大、26％或更大、27％或更大、28％或更大、29％或更大、30％或更大、35％或更大、或者40％或更大。此外，其还可以为90％或更小、85％或更小、80％或更小、75％或更小、70％或更小、65％或更小、60％或更小、55％或更小、50％或更小、45％或更小、44％或更小、43％或更小、42％或更小、41％或更小、40％或更小、39％或更小、38％或更小、37％或更小、36％或更小、35％或更小、34％或更小、33％或更小、32％或更小、或者31％或更小。
[0124]
本技术可以提供在如上黑色模式状态下实现低透射率的同时具有优异的透射率可变水平(透明状态下的透射率与黑色模式状态下的透射率之差)的光调制装置。
[0125]
上述透射率可以为通过以下将描述的实施例中描述的方法来测量的透射率。
[0126]
上述透射率和反射率分别可以为对于可见光区域例如约400nm至700nm或约380nm至780nm内的任一波长的透射率或反射率，或者可以为对于整个可见光区域的透射率或反射率，或者可以为对于整个可见光区域的透射率或反射率中的最大或最小透射率或反射率，或者可以为可见光区域内的透射率或反射率的平均值。
[0127]
这样的光调制装置可以应用于各种应用。可以应用光调制装置的应用包括用作建筑物用玻璃或车辆用天窗的窗，但不限于此。例如，可以例示以下应用：用于在包括建筑物、容器或车辆的封闭空间中的开口例如玻璃或天窗，或眼部佩戴物等，或窗和门，oled(有机发光器件)的光阻挡面板等。在此，在眼部佩戴物的范围内，可以包括形成为使得观察者可以通过镜片观察外部的所有眼部佩戴物，例如普通眼镜、太阳镜、运动护目镜或头盔、或者可穿戴设备例如用于体验虚拟现实或增强现实的设备。
[0128]
能够通过本技术的光调制装置而应用的典型应用可以包括车辆天窗。在一个实例中，光调制装置本身可以为车辆天窗。例如，在包括其中形成有至少一个或更多个开口的车体的车辆中，可以安装和使用安装在开口上的光调制装置或车辆天窗。
[0129]
天窗是车辆的顶篷上的固定或操作(通风或滑动)的开口，其可以统指可以起到允许光或新鲜空气进入车辆的内部的作用的装置。在本技术中，操作天窗的方法没有特别限制，例如，其可以手动操作或通过马达驱动，其中天窗的形状、尺寸或样式可以根据预期用途来适当选择。例如，根据操作方法，天窗可以例示为弹出型天窗、扰流板(平铺与滑动)型天窗、内置型天窗、折叠型天窗、顶装型天窗、全景车顶系统型天窗、可拆卸车顶面板(t顶或targa顶)型天窗或太阳能型天窗等，但不限于此。
[0130]
本技术的示例性天窗可以包括本技术的光调制装置，在这种情况下，对于光调制装置的细节，可以等同地应用光调制装置的项目中描述的内容。
[0131]
有益效果
[0132]
在本技术中，可以提供光调制装置及其用途，所述光调制装置在黑色模式下实现低透射率的同时具有宽的透射率可变范围，并且不引起诸如液晶缺陷或可视性劣化的问题。
附图说明
[0133]
图1和图2是示例性光调制装置的结构的示意图。
[0134]
图3是用于确定比较例1的光调制装置的液晶缺陷的光学照片。
[0135]
图4是用于确定实施例1的光调制装置的液晶缺陷的光学照片。
[0136]
图5是用于确定实施例2的光调制装置的液晶缺陷的光学照片。
[0137]
图6和图7是与评估液晶单元的厚度(单元间隙)的内容相关的图。
具体实施方式
[0138]
在下文中，将通过实施例和比较例更详细地描述本技术，但本技术的范围不限于以下实施例。
[0139]
1.液晶单元的厚度(单元间隙)的评估
[0140]
使用光谱仪以以下方式测量液晶单元的厚度，即单元间隙。如图6所示，用光(ii)照射具有单元间隙(d)的液晶单元的一侧，并测量从另一侧透射的光(i
t
)。在照射光时，照射角度与透射率可变层的虚拟表面法线方向平行。当以这种方式检查对于各波长的透射率时，由于相长干涉等，可以获得如图7所示的透射率图。在图7中，x轴为波长(nm)，y轴为透射率(％)。如图7所示获得的图与作为透射率可变层的厚度的单元间隙(d)具有下式e的关系，其中在下式e中，κ为图7中波长λ1与波长λ2之间存在的峰的数目。即，根据如图7所示获得的图，单元间隙(d)可以通过获得波长λ1与波长λ2之间的峰的数目(κ)，并将波长λ1和λ2代入式e中来获得。
[0141]
[式e]
[0142][0143]
实施例1
[0144]
在其中在第一表面上沉积有厚度为约30nm左右的ito(氧化铟锡)层的厚度为125μm左右的pet(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜(第一基底)中，在ito层上形成有机硅压敏粘合剂层。压敏粘合剂层通过将被称为所谓的oca(光学透明粘合剂)的有机硅压敏粘合剂组合物(shinetsu，kr3700)棒涂在iot层上，将其在约150℃左右下干燥5分钟而形成为约10μm左右的厚度。
[0145]
在其中在第一表面上沉积有厚度为约30nm左右的ito(氧化铟锡)层的厚度为125μm左右的pet(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜(第二基底)中，在ito层上形成具有约450μm左右的间距、约12μm左右的高度(单元间隙)和约30μm左右的线宽的构成蜂窝的正六边形(封闭图形)的分隔壁间隔物作为蜂窝型分隔壁间隔物。因此，由分隔壁间隔物形成的封闭图形(正六边形)的面积为约2.14mm2左右。分隔壁间隔物通过常规光刻方法使用可紫外固化丙烯酸类树脂组合物来形成。在间隔物上形成厚度为约300nm左右的水平配向膜(nissan,se-7492k)，并将水平配向膜在一个方向上摩擦。
[0146]
将液晶组合物涂覆在第二基底的水平配向膜的表面上，并将第一基底的压敏粘合剂层层合以面向液晶组合物的涂覆表面。
[0147]
在此，作为液晶组合物，使用包含液晶化合物(jnc，shn-5011xx)、手性掺杂剂(hcch，s811)和二色性染料(黑色染料)的组合物。在液晶单元中应用的手性掺杂剂的量为3.7重量％，在液晶单元中应用的二色性染料的量为3重量％。
[0148]
由此形成的液晶单元的节距(p)为约2.5μm左右，单元间隙(d)(约12μm左右)与节距(p)的比率(d/p)为约4.8左右。
[0149]
在此，液晶单元的节距通过使用楔形单元的测量方法根据d.podolskyy等的文献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，第789至791页)中描述的方法来测量。
[0150]
液晶单元是当没有施加电压时具有1720度的扭曲角的htn模式液晶单元。
[0151]
实施例2
[0152]
以与实施例1中相同的方式制造液晶单元，不同之处在于应用正方形形状的分隔壁间隔物作为间隔物。正方形形状的分隔壁间隔物具有约450μm的间距、约10μm的高度和约30μm左右的线宽。
[0153]
此外，形成的液晶单元的节距(p)为约2.5μm左右，单元间隙(d)(约10μm)与节距(p)的比率(d/p)为约4.0左右。
[0154]
实施例2的液晶单元也是当没有施加电压时具有1720度的扭曲角的htn模式液晶单元。
[0155]
实施例3
[0156]
以与实施例1中相同的方式制备液晶单元，不同之处在于进行以下步骤。在第二基底的ito(氧化铟锡)层上形成正方形形状的分隔壁间隔物作为间隔物。正方形形状的分隔壁间隔物具有约350μm的间距、约6.3μm的高度和约30μm左右的线宽。以与实施例1中相同的方式制造液晶单元，不同之处在于在第二基底的分隔壁间隔物上未形成配向膜。
[0157]
液晶单元的节距(p)为约1.6μm左右，单元间隙(d)与节距(p)的比率(d/p)为约4.0(＝约3.94)左右。实施例3的液晶单元也是当没有施加电压时具有1720度的扭曲角的htn模式液晶单元。
[0158]
比较例1
[0159]
作为配向膜形成材料，使用为摩擦配向膜形成材料的用于垂直配向膜的基于聚酰亚胺的材料(nissan，se-5661)。通过将配向膜形成材料以约3重量％的浓度溶解在溶剂中来制备配向膜形成材料。作为溶剂，使用其中pgme(丙二醇甲基醚)和gbl(γ-丁内酯)以7:3(pgme:gbl)的重量比混合的混合溶剂。配向膜形成材料通过以下来制备：在配向膜形成材料和溶剂的混合物中配制直径为约12μm左右的球形间隔物，使得整个配向膜形成材料中的浓度为约1重量％左右。
[0160]
用棒涂机将涂覆材料涂覆在具有形成在一侧上的ito(氧化铟锡)电极层的pet(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜上至适当厚度，然后在约130℃的温度下经历热处理约10分钟以形成第一基底。
[0161]
作为第二基底，使用其中如上所述在一侧上顺序形成有ito(氧化铟锡)电极层和
已知的聚酰亚胺水平配向膜(nissan，se-7492k)的不具有任何间隔物的pc(聚碳酸酯)膜。
[0162]
液晶单元通过以下来制造：将液晶组合物涂覆在第二基底的水平配向膜的表面上，并将第一基底的垂直配向膜层层合以面向液晶组合物的涂覆表面。作为液晶组合物，使用包含液晶化合物(jnc，shn-5011xx)、手性掺杂剂(hcch，s811)和二色性染料(黑色染料)的组合物。液晶单元中包含的手性掺杂剂的量为约2.3重量％，液晶单元中包含的二色性染料的量为约3重量％。
[0163]
液晶单元的厚度(d)为约10μm，节距(p)为约4μm左右，单元间隙(d)与节距(p)的比率(d/p)为约2.5左右。液晶单元是当没有施加电压时具有1000度的扭曲角的液晶单元。
[0164]
比较例2
[0165]
以与实施例1中相同的方式制造液晶单元，不同之处在于调节液晶单元的厚度(d，单元间隙)使得单元间隙(d)与节距(p)的比率(d/p)为约2.5左右。
[0166]
比较例3
[0167]
以与实施例1中相同的方式制造液晶单元，不同之处在于调节液晶单元的厚度(d，单元间隙)使得单元间隙(d)与节距(p)的比率(d/p)为约12左右。
[0168]
实验例1
[0169]
评估实施例和比较例中制备的液晶单元的透射率可变率。
[0170]
根据astm d1003标准，使用雾度计(ndh5000sp，sekos)测量透射率。当波长为380nm至780nm的光入射在积分球中的测量对象上时，入射光通过测量对象被分成漫射光(dt，漫射光和发射光的总和)和直线光(pt，从排除漫射光的正面方向发射的光)。漫射光和直线光可以各自通过将它们汇聚在积分球中的光接收元件上来测量。即，通过以上过程，总透射光(tt)被定义为漫射光(dt)和直线光(pt)的总和(dt+pt)，总透射光意指总透射率。
[0171]
下表1示出了比较例和实施例的总透射率，其中黑色模式为其中没有向液晶单元施加电压的状态(0v)，透明模式为其中向液晶单元施加60v的电压的状态。
[0172]
[表1]
[0173][0174]
根据表1的结果，可以确定根据本技术的液晶单元在黑色模式状态下表现出较低的透射率的同时相对于黑色模式，在透明模式下表现出高透射率。另一方面，比较例1和2的液晶单元在黑色模式下具有高透射率，因此，在透明模式下，相对于黑色模式的透射率的比率不高。
[0175]
此外，比较例3在黑色模式下表现出低透射率，但没有适当地确保在透明模式下的
透射率。
[0176]
同时，图3是比较例1的液晶单元的光学照片，图4和图5分别是实施例1和2的液晶单元的光学照片。根据图，在其中没有应用分隔壁间隔物的比较例1的情况下，在本技术的液晶单元的模式下出现光学缺陷例如油性条纹线(oily streak line)，导致可视性问题。
[0177]
[附图标记说明]
[0178]
101：第一基底
[0179]
103：压敏粘合剂层或粘合剂层
[0180]
201：第二基底
[0181]
203：液晶配向膜
[0182]
300：液晶层
[0183]
400：分隔壁间隔物
[0184]
500：电极层。