CN103221875A - 光学元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学元件。所述光学元件显示了优异的耐久性、硬度特性和再加工性。

Description

光学元件
技术领域
本申请涉及一种光学元件及立体图像显示器件。
背景技术
将光分成至少两种具有互不相同的偏振状态的光的技术可有效地应用于多种领域。
例如，所述分光技术可用于形成立体图像。该立体图像可由双眼视差而形成。例如，若将两个2维图像分别输入人的左眼及右眼时，输入信息可被传递到大脑并于大脑中结合，这可以使人体体验到深度及真实性的3维（3D）感觉。因此，在这个过程中，可应用分光技术。
所述形成立体图像的技术可有效地应用于3D量测，也可应用于3D电视、相机或计算机制图。
发明内容
技术目的
本发明的提供了一种光学元件及立体图像显示器件。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种光学元件。根据本发明的一个示例性实施方式的光学元件可包括相延迟层；偏光板，该偏光板通过第一压敏粘合剂层粘附于所述相延迟层；以及第二压敏粘合剂层，该第二压敏粘合剂层以与所述相延迟层相反的位置形成于所述偏光板上。图1是显示光学元件1的示意图。此处，光学元件1的结构为顺序形成相延迟层11、第一压敏粘合剂层121、偏光板13及第二压敏粘合剂层13。
根据一个示例性实施方式，术语光学元件可包含各种光学设备、光学零件或光学器件，其每一个都具有一种或多种预定的光学功能。根据一个示例性实施方式，光学元件也指具有片状或膜状的元件。例如，所述光学元件可为将入射光分成两种或更多种具有彼此互不相同偏振状态的光的元件。例如，可应用这种元件来获得立体图像。
所述相延迟层包含液晶层，该液晶层可包括可聚合液晶化合物，且该可聚合液晶化合物可以以聚合形式存在于液晶层中。
在本申请文件中，术语“可聚合液晶化合物”是指一种化合物，其包括表现液晶特性的区域，如液晶元（mesogen）主干，并且还包括至少一个可聚合官能团。而且，在本申请文件中，“以聚合形式包含的可聚合液晶化合物”这一措辞是指液晶化合物在液晶层中聚合以形成液晶聚合物的骨架（如主链或侧链）的状态。
根据一个示例性实施方式，包含在液晶层中的可聚合液晶化合物可包括多官能团可聚合液晶化合物和单官能团可聚合液晶化合物。
在本申请文件中，术语“多官能团可聚合液晶化合物”是指在液晶化合物中包含至少两个可聚合官能团的化合物。根据一个示例性实施方式，多官能团可聚合液晶化合物可包含2至10、2至8、2至6、2至5、2至4、2至3、或2个可聚合官能团。
同样地，术语“单官能团可聚合液晶化合物”是指在液晶化合物中包含一个可聚合官能团的化合物。
当使用多官能团和单官能团可聚合化合物时，则可有效地调节液晶层的相延迟特性，且可稳定地维持所获得的相延迟特性，例如相延迟层的光学轴及相延迟值。在本申请文件中，术语“光学轴”是指当光线通过相应区域时的慢轴或快轴。
所述多官能团或单官能团可聚合液晶化合物例如可为由以下通式1所示的化合物：
通式1
Figure BDA00003173599300021
在通式1中，A为单键、-COO-或-OCO-，R1至R10各自独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷氧羰基、氰基、硝基、-O-Q-P或由以下通式2表示的取代基，条件是取代基R1至R10中的至少一个是-O-Q-P或通式2所示的取代基，或者R1至R5中的两个相邻取代基或R6至R10中的两个相邻取代基连结在一起以形成由-O-Q-P取代的苯环，其中，Q为亚烷基（alkylene group）或次烷基（alkylidene group），而P为可聚合官能团，如烯基、环氧基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
通式2
Figure BDA00003173599300031
在通式2中，B为单键、-COO-或-OCO-，R11至R15各自独立地为氢、卤素、烷基、烷氧基、烷氧羰基、氰基、硝基或-O-Q-P，条件是取代基R11至R15中的至少一个是-O-Q-P，或者R11至R15中的两个相邻取代基连结在一起以形成由-O-Q-P取代的苯环，在通式2中，Q为亚烷基或次烷基，而P为可聚合官能团，如烯基、环氧基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
在通式1和通式2中，术语“两个相邻取代基连结在一起以形成由-O-Q-P取代的苯环”是指两个相邻取代基连结到一起进而整体形成由-O-Q-P取代的萘骨架。
在通式2中，在B左边示出的“-”可表示B与式1的苯环直接连接。
在通式1和通式2中，术语“单键”是指在A或B标示的部分没有其他原子存在。例如，当通式1中的A为单键时，位于A两侧的苯环可直接连接而形成联苯结构。
在通式1和通式2中，卤素可为氯、溴或碘。
除非在本申请中另有限定，术语“烷基”是指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的直链或支链烷基，或者是具有3至20个碳原子、3至16个碳原子或4至12个碳原子的环烷基。烷基可任选由一个或多个取代基取代。
除非在本申请中另有限定，术语“烷氧基”是指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的烷氧基。烷氧基可为直链、支链或环状。并且，烷氧基可任选由一个或多个取代基取代。
另外，除非在本申请中另有限定，术语“亚烷基或次烷基”是指具有1至12个碳原子、4至10个碳原子或6至9个碳原子的亚烷基或次烷基。亚烷基或次烷基可为直链、支链或环状。并且，该亚烷基或次烷基可任选由一个或多个取代基取代。
另外，除非在本申请中另有限定，术语“烯基”是指具有2至20个碳原子、2至16个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子或2至4个碳原子的烯基。烯基可为直链、支链或环状。并且，该烯基可任选由一个或多个取代基取代。
而且，在通式1和通式2中，P可优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基；更优选为丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基；或更优选为丙烯酰氧基。
在本申请中，可由特定官能团取代的取代基可为烷基、烷氧基、烯基、环氧基、氧代基团、氧杂环丁基团（oxetanyl group）、硫醇基、氰基、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基或芳基，但本发明并不限于此。
例如，可以以多个数目存在于通式1和通式2中的-O-Q-P或通式2的残基可在R3、R8或R13的位置上存在。优选地，R3和R4、或者R12和R13可连结在一起以形成由-O-Q-P取代的苯环。此外，在通式1的化合物和通式2的残基中，除-O-Q-P或通式2的残基以外的取代基，或者除连结在一起以形成苯环的取代基以外的残基，例如可为氢、卤素、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基、包含具有1至4个碳原子的直链或支链烷氧基的烷氧羰基、具有4至12个碳原子的环烷基、氰基、具有1至4个碳原子的烷氧基或硝基；且优选氯、具有1至4个碳原子的直链或支链烷基、具有4至12个碳原子的环烷基、具有1至4个碳原子的烷氧基、包含具有1至4个碳原子的直链或支链烷氧基的烷氧羰基或氰基。
相对于100重量份的多官能团可聚合液晶化合物，所述液晶层可以包含大于0重量份且少于100重量份，1重量份至90重量份，1重量份至80重量份，1重量份至70重量份，1重量份至60重量份，1重量份至50重量份，1重量份至30重量份，或者1重量份至20重量份的量的单官能团可聚合液晶化合物。在上述含量范围内，可以使多官能团和单官能团可聚合液晶化合物的混合效果最大化。除非在本申请中另有限定，术语“单位重量份”表示重量比。
在液晶层中，所述可聚合液晶化合物可水平取向。术语“水平取向”是指包含聚合或未聚合液晶化合物的液晶层的光学轴相对于液晶层平面具有约0°至约25°、约0°至约15°、约0°至约10°、约0°至约5°或约0°的倾角。
液晶层在面内慢轴方向与在面内快轴方向上的折射率的差异可为0.05至0.2、0.07至0.2、0.09至0.2或0.1至0.2。在此，面内慢轴方向上的折射率是指在液晶层平面内测得折射率最大值的方向上的折射率；而面内快轴方向上的折射率是指在液晶层平面内测得折射率最小值的方向上的折射率。一般而言，在光学各向异向性液晶层中的快轴及慢轴是互相垂直形成的。上述的折射率可对于波长为550nm或589nm的光而测定。
液晶层也可具有约0.5μm至2.0μm或约0.5μm至1.5μm的厚度。
满足上述折射率关系且具有所述厚度的液晶层可显示出适于应用用途的相延迟特性。例如，满足上述折射率关系且具有所述厚度的液晶层可适于在用于分光的光学元件中应用。当所述光学元件用于显示立体图像时，可以防止由不适当的分光引起的所谓的串扰。
可形成液晶层从而使入射光（如通过偏光片的光）能够被分成两种或更多种具有不同偏振状态的光。因此，例如，液晶层可包括具有不同相延迟特性的至少第一区域和第二区域。在本申请中，第一区域和第二区域具有不同的相延迟特性这一事实可包括以下情况：一种情况是，第一和第二区域具有在相同或不同方向上形成的光学轴并且在第一和第二区域均具有相延迟特性的状态下还具有不同的相延迟值；一种情况是，第一和第二区域具有在不同方向上形成的光学轴同时具有相同的相延迟值。根据另一个示例性实施方式，第一和第二区域具有不同的相延迟特性这一事实可包括这样一种情况，其中，第一和第二区域中的一个具有相延迟特性，而另一个区域为不具有相延迟特性的光学各向同性区域。在这种情况下，例如，在液晶层的一些区域可形成由液晶材料构成的层，而在其他区域则未形成由液晶材料构成的层。例如，可通过控制液晶化合物的取向状态、液晶层的折射率关系或液晶层的厚度来调节第一或第二区域的相延迟特性。
根据一个示例性实施方式，如图2所示，第一区域A和第二区域B可具有在共同方向延伸的条带形状，且彼此相邻交替排列，或者，如图3所示，它们可形成格子图案，并彼此相邻地交替排列。
当光学元件应用于显示立体图像时，第一区域和第二区域中的其中一个区域可为构造成控制用于左眼的图像信号的偏振的区域（以下称为：LC区域），而另一个区域可为构造成控制用于右眼的图像信号的偏振的区域（以下称为：RC区域）。
另外，根据一个示例性实施方式，被包括第一和第二区域的液晶层分开的具有不同偏振状态的两种或更多种光可包括偏振方向大致互相垂直的两种线性偏振光，或包括左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。
因此，根据一个示例性实施方式，第一区域和第二区域中的一个区域可为使入射光通过但入射光的偏振轴不旋转的区域，而另一个区域则为使入射光通过同时入射光的偏振轴正交于所述通过第一区域和第二区域中的一个区域的入射光的偏振轴的方向旋转的区域。如上所述，液晶层中包含可聚合液晶化合物的区域可仅形成于第一区域和第二区域中的一个区域上。上文中，未形成液晶层的区域可为空白，或者可为没有或光学各向同性树脂层、树脂膜或树脂片存在的区域。
根据另一个示例性实施方式，第一区域和第二区域中的一个区域可为使通过的入射光转换成左旋圆偏振光的区域，而另一个区域可为使通过的光转换成右旋圆偏振光的区域。在此情况中，第一区域和第二区域具有形成于不同方向上的光学轴，且还具有相同的相延迟值，或者第一区域和第二区域中的一个区域为入射光被进行1/4波长的相延迟的区域，而另一个区域可为入射光被进行3/4波长的相延迟的区域。
根据一个示例性实施方式，第一区域和第二区域可具有相同的相延迟值，例如，可为能使入射光进行1/4波长相延迟的值，而且第一区域和第二区域还可具有形成于不同方向的光学轴。上文中，例如，形成于不同方向的光学轴的夹角可为直角。
当第一区域和第二区域具有形成于不同方向上的光学轴时，则将第一区域与第二区域的光学轴所形成的角等分的直线可优选垂直于或水平于偏光板中包含的偏光片的吸收轴。
当图2或图3中示出的第一区域A和第二区域B具有形成于不同方向上的光学轴时，图4为解释第一区域和第二区域的光学轴排列的示意图。参照图4，将第一区域A和第二区域B的光学轴所形成的角等分的直线是指将角（θ1+θ2）等分的直线。例如，当θ1和θ2为相同角度时，将角等分的直线可在水平于第一区域A和第二区域B之间的边界线L的方向上形成。上文中，第一区域A和第二区域B的光学轴所形成的角（即（θ1+θ2））也可以为例如90°。
除非在本申请中另有限定，当术语，例如垂直（vertical）、水平（horizontal）、正交（perpendicular）或平行（parallel）用于定义角度时，该术语是指该角度大致上垂直、水平、正交或平行。例如，上述术语可包括制造误差或差异所导致的误差。因此，举例来说，上述术语可包括不超过约±15°的误差、优选不超过约±10°的误差或更优选不超过约±5°的误差。
相延迟层可包括基板层，该基板层上形成有液晶层。图5为示出光学元件4的结构的示意图，光学元件4包括基板层41，其形成在液晶层11之上。
例如，可使用玻璃基板层或塑料基板层作为所述基板层。塑料基板层的实例可包括包含下列成分的片或膜：纤维素树脂，如三乙酰纤维素（TAC）或二乙酰纤维素（DAC）；环烯烃聚合物（COP），如降冰片烯衍生物；丙烯酸树脂（acryl resin），如聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）；聚碳酸酯（PC）；聚烯烃，如聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）；聚乙烯醇（PVA）；聚醚砜（PES）；聚醚醚酮（PEEK）；聚醚酰亚胺（PEI）；聚萘二甲酸乙二醇酯（polyethylenenaphthalate，PEN）；聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）；聚酰亚胺（PI）；聚砜（PSF）；或氟树脂。
基板层（如塑料基板层）的折射率可小于液晶层的折射率。根据一个示例性实施方式，基板层的折射率可在约1.33至约1.53的范围内。当基板层的折射率小于液晶层时，例如，可期望提高亮度、防止反射及改善对比度特性。
塑料基板层可为光学各向同性或光学各向异性。当基板层为光学各向异性时，基板层的光学轴可优选设置为使其垂直于或水平于上述将第一区域与第二区域的光学轴所形成的角等分的直线。
根据一个示例性实施方式，基板层可包含紫外（UV）防护剂或UV射线吸收剂。当基板层包含UV防护剂或UV射线吸收剂时，可防止因UV射线而造成的液晶层的劣化。UV防护剂或吸收剂的实例可包括有机材料，如水杨酸酯化合物、苯甲酮化合物、羟苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、氰基丙烯酸酯化合物或苯甲酸酯化合物；或无机材料，如镍复合盐。在基板层中，UV防护剂或吸收剂的含量并不特别限制，且其可根据所需效果而适当地选择。例如，在制造塑料基板层中，相对于基板层的主要原料的重量比，UV防护剂或吸收剂的含量可约为0.1重量%至25重量%。
基板层的厚度并不特别限制，其可根据所需的使用目的而做适当调整。基板层可具有单层或多层结构。
根据一个示例性实施方式的光学元件可进一步包括设置于基板层与液晶层之间的取向层（alignment layer）。在形成光学元件的过程中，取向层可对液晶化合物进行取向。作为取向层，可使用本领域公知的常规取向层，例如，可使用光取向层、使用（纳米）印刷方法形成的取向层或磨擦取向层。取向层为任选的组成，也可以不使用取向层而通过直接摩擦或拉伸基板层而具有取向特性。
包含在光学元件中的偏光板可包括偏光片。所述偏光片为功能元件，其能够从在不同方向振动的入射光中提取在一个方向振动的光。根据一个示例性实施方式，偏光片可具有在一个预定方向上形成的光吸收轴和垂直于光吸收轴的光透射轴。例如，可使用常规的偏光片（如PVA偏光片）作为所述偏光片。
在所述偏光片的一面或两面上可以形成保护层。保护层的实例可包括纤维素树脂膜，如TAC或DAC，树脂膜，如无定形聚烯烃膜、聚酯膜、丙烯酸树脂膜、PC膜、PSF膜、脂环族PI膜或COP膜，或用电磁波如UV射线固化的树脂层。
光学元件包括配置为粘附相延迟层和偏光板的第一压敏粘合剂层，以及在所述偏光板上形成的第二压敏粘合剂层。
如上，第二压敏粘合剂层可为配置为将光学元件粘附在光学仪器上的压敏粘合剂层。如上，光学仪器的实例可包括，例如，液晶显示器件的液晶面板或立体图像显示器件的图像显示元件。
第一和第二压敏粘合剂层中至少一个在25°C下的储能模量为0.02MPa以上、0.03MPa以上、0.04MPa以上、0.05MPa以上、0.06MPa以上、0.07MPa以上、0.08MPa、大于0.08MPa或0.09MPa以上。当第一和第二压敏粘合剂层中至少一个的储能模量在这个范围时，所述储能模量的上限并不特别受到限定。例如，所述储能模量可为0.25MPa以下、0.2MPa以下、0.16MPa以下、0.1MPa以下或0.08MPa以下。在光学元件中，所述第二压敏粘合剂层至少具有这个范围内的储能模量，并优选大于0.08MPa的储能模量。
当第一和第二压敏粘合剂层具有这种储能模量时，光学元件可表现出极佳的耐久性，从而即使在恶劣条件下，由于例如相延迟层的相延迟性能能长期保持稳定，因此可显示稳定的分光特性。并且，使用所述光学元件还可防止一些副作用发生，如光学仪器的漏光现象。此外，光学元件因为改善了硬度特性而可表现极佳的耐外部压力或刮伤的特性，并且适当保持了再加工性。
第一或第二压敏粘合剂层的厚度可在25μm以下、20μm以下或18μm以下。当该压敏粘合剂层的厚度在上述范围内时，可进一步改善耐久性、硬度特性及再加工性。如果所述压敏粘合剂层变薄，压敏粘合剂层可表现优异的物理性能。在此，并不特别限制厚度的上限，但是，例如，考虑到加工性，所述压敏粘合剂层的厚度可调整至约1μm以上或约5μm的范围内。
各压敏粘合剂层可包含丙烯酸压敏粘合剂、硅压敏粘合剂、环氧压敏粘合剂或基于橡胶的压敏粘合剂。
当压敏粘合剂层包含丙烯酸压敏粘合剂时，所述压敏粘合剂例如可通过固化压敏粘合剂组合物而形成，其中，该压敏粘合剂组合物包含可热固化成分或可活性能量射线固化成分，或者同时包含可热固化成分及可活性能量射线固化成分。
术语“固化”是指压敏粘合剂组合物的化学或物理状态的改变，进而表现出压敏粘合特性。上文中，可热固化成分和可活性能量射线固化成分也可指通过施加适当热量或照射活性能量射线而固化的成分。上文中，“活性能量射线”可包括粒子束，如α-粒子束、质子束、中子束或电子束，以及微波、红外线（IR）、UV射线（UV）、X射线及γ射线。一般而言，在此可使用UV射线或电子束。
由包含可热固化成分的压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层可包括使用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物。
例如，重均分子量为500,000以上的丙烯酸聚合物可用作使用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物。在本申请中，重均分子量是指从使用凝胶渗透色谱仪（GPC）测定的聚苯乙烯标准物的分子量转换的值。而且，除非在本申请中另有限定，术语“分子量”是指“重均分子量”。分子量在500,000以上的聚合物可用于形成即使在恶劣条件下仍具有极佳耐久性的压敏粘合剂层。分子量的上限并不受到特别限制。然而，考虑到组合物的耐久性及涂布特性，其例如可调整至2,500,000以下的范围内。
根据一个示例性实施方式，丙烯酸聚合物可包含（甲基）丙烯酸酯单体和交联单体作为聚合单元。
例如，（甲基）丙烯酸烷基酯可用作基于（甲基）丙烯酸酯的单体。考虑到压敏粘合剂的内聚性、玻璃化转变温度或压敏粘合性，可使用包含具有1至20个碳原子的烷基的（甲基）丙烯酸烷基酯。这种单体的实例可包括（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丙酯、（甲基）丙烯酸异丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸叔丁酯、（甲基）丙烯酸仲丁酯、（甲基）丙烯酸戊酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸2-乙基丁酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸异辛酯、（甲基）丙烯酸异壬酯、（甲基）丙烯酸十二烷基酯及（甲基）丙烯酸十四烷基酯，其可单独或组合使用。
另外，所述聚合物可进一步包括作为聚合单元的交联单体。例如，所述聚合物可包括80至99.9重量份的（甲基）丙烯酸酯单体和0.1至20重量份的交联单体作为聚合单元。上文中，术语“交联单体”是指这样一种单体，其能与使用的其它单体进行共聚以形成丙烯酸聚合物并在共聚反应后给该聚合物提供交联官能团。所述交联官能团可与多官能团交联剂（将于下文中加以描述）反应以形成交联结构。
所述交联官能团的实例可包括羟基、羧基、环氧基、和如异氰酸酯基或氨基的含氮官能团。在压敏粘合剂树脂的制造过程中，可提供上述交联官能团的共聚单体为本领域所熟知。所述交联单体的实例可包括：包含羟基的单体，如（甲基）丙烯酸2-羟乙酯、（甲基）丙烯酸2-羟丙酯、（甲基）丙烯酸4-羟丁酯、（甲基）丙烯酸6-羟己酯、（甲基）丙烯酸8-羟辛酯、（甲基）丙烯酸2-羟乙二醇酯或（甲基）丙烯酸2-羟丙二醇酯；包含羧基的单体，如（甲基）丙烯酸、2-（甲基）丙烯酰氧基醋酸、3-（甲基）丙烯酰氧基丙酸、4-（甲基）丙烯酰氧基丁酸、丙烯酸二聚物、衣康酸、马来酸和马来酸酐；或包含氮的单体，如（甲基）丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基己内酰胺，其可单独或组合使用，但本发明并不限于此。
若有需要时，所述丙烯酸聚合物可包含各种其它的单体作为聚合单元。
例如，丙烯酸聚合物可进一步包括由以下通式3表示的化合物作为聚合单元。
通式3
在通式3中，R表示氢或烷基，A表示亚烷基或次烷基，R16表示烷基或芳基，以及n表示1至6的整数。
当压敏粘合剂层包含以下将描述的活性能量射线成分的交联结构时，例如，通式3的化合物可用于提高活性能量射线成分的交联结构与可热固化成分的交联结构之间的相容性并使压敏粘合剂层的物理性能保持在适当的范围内。
除非在本申请中另有限定，术语“芳基”是指由一化合物或其衍生物衍生的单价残基，其包括苯环或者两个或更多个苯环稠合或连接在一起的结构。所述芳基例如可为具有6至22个碳原子、优选6至16个碳原子、且更优选6至13个碳原子的芳基，如苯基、苯乙基、苯丙基、苄基、甲苯基、二甲苯基或萘基。
在通式3中，n可更优选为1至25，进一步优选1至15，且最优选1至6的整数。
通式3的单体的实例可包括烷氧基亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、烷氧基二亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、烷氧基三亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、烷氧基四亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、烷氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯、苯氧基亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、苯氧基二亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、苯氧基三亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯、苯氧基四亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯或苯氧基聚亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯。
当包含通式3的化合物时，可根据目的适当调节化合物的重量比。例如，基于其他单体的重量，所述化合物的含量为10重量份至50重量份。
除了上述化合物，聚合物例如可进一步包括以下物质作为聚合单元：含氮的单体，如（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯酰胺、N-甲基（甲基）丙烯酰胺或N-丁氧基甲基（甲基）丙烯酰胺；基于苯乙烯的单体，如苯乙烯或甲基苯乙烯；（甲基）丙烯酸缩水甘油酯；或任选的单体，例如羧酸乙烯酯（如乙酸乙烯酯）。相对于其它单体的总重量比，这些额外的单体的用量可为20重量份以下。
通过将适当地选择和混合上述成分获得的单体混合物进行聚合反应可制得丙烯酸聚合物，所述聚合反应例如为溶液聚合反应、光聚合反应、本体聚合反应、悬浮聚合反应或乳液聚合反应。
用于交联压敏粘合剂层中的上述丙烯酸聚合物的多官能团交联剂的实例可包括传统的可热固化交联剂，如异氰酸酯交联剂、环氧交联剂、氮丙啶交联剂及金属螯合物交联剂。上文中，所述异氰酸酯交联剂的实例可包括多官能团异氰酸酯化合物，如甲苯基二异氰酸酯、二甲苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲代苯二甲撑二异氰酸酯或萘二异氰酸酯；或通过使多官能团异氰酸酯化合物与多元醇化合物（如三羟甲基丙烷）反应所得的化合物。所述环氧交联剂的实例可包括选自乙二醇二缩水甘油醚、三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、N,N,N’,N’-四缩水甘油乙二胺和甘油二缩水甘油醚中的至少一种；所述氮丙啶交联剂的实例可包括选自N,N’-甲苯-2,4-双（1-氮丙啶-羧酰胺)(N,N'-toluene-2,4-bis(l-aziridine-carboxamide))、N,N’-二苯甲烷-4,4’-双（1-氮丙啶-羧酰胺）、三乙烯亚胺三嗪、双(isoprotaloyl)-l-(2-甲基氮丙啶)（bisisoprotaloyl-l-(2-methylaziridine)）和三-1-吖丙啶基膦氧化物中的至少一种；以及所述金属螯合物交联剂的实例可包括通过使多价金属（如铝、铁、锌、锡、钛、锑、镁或钒）与乙酰丙酮或乙基乙酰乙酸酯配位所得的化合物；但本发明不限于此。
相对于100重量份的丙烯酸聚合物，包含可热固化成分的压敏粘合剂组合物或由该组合物形成的压敏粘合剂层中的多官能团交联剂例如可为0.01至10重量份或0.01至5重量份的。如果将交联剂的重量比调整在0.01重量份以上，则可有效地维持压敏粘合剂的内聚性。如果将交联剂的重量比调整在10重量份以下，则可防止在压敏粘合剂界面上引起的层间剥离或脱层，且可维持极佳的耐久性。然而，可根据所需的特性（如弹性模量）或压敏粘合剂层中其它交联结构的存在而改变重量比。
由包含可活性能量射线固化成分的压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层可包括经聚合的可活性能量射线聚合的化合物的交联结构。例如，压敏粘合剂层可通过下列步骤来形成：混合包含至少一种能参与以活性能量射线照射引发聚合反应的官能团（如烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基）的化合物以制备压敏粘合剂组合物；以及通过用活性能量射线照射该组合物而交联和聚合各成分。上文中，包含能够参与通过以活性能量射线照射引发聚合反应的官能团的化合物的实例可包括通过向丙烯酸聚合物的侧链上引入如丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的官能团而获得的聚合物；本领域公知的作为可活性能量射线固化低聚物的化合物，如聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯；或多官能团丙烯酸酯，将于下文中加以描述。
由包含可热固化成分和可活性能量射线固化成分的压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂层可同时包括：包含使用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构；以及包含可活性能量射线聚合化合物的聚合物的交联结构。
这种压敏粘合剂层为包括互穿聚合物网络（以下称为“IPN”）的压敏粘合剂。术语“IPN”是指压敏粘合剂层中存在至少两种交联结构的状态。根据一个示例性实施方式，所述交联结构可以缠绕、连结或穿透的状态存在。当压敏粘合剂层包括IPN时，则压敏粘合剂层即使在恶劣的条件下仍可表现出极佳的耐久性，并且也可用以得到具有极佳加工性或极佳防漏光或串扰能力的光学元件。
在包括IPN的压敏粘合剂层中，作为组成通过用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物得到的交联结构的丙烯酸聚合物和多官能团交联剂，例如，可使用在包含可热固化成分的压敏粘合剂组合物中描述的成分。
而且，作为在通过经聚合的可活性能量射线聚合化合物得到的交联结构中的可活性能量射线聚合化合物，例如，可使用上述的可活性能量射线聚合化合物。
根据一个示例性实施方式，所述可活性能量射线聚合化合物可为多官能团丙烯酸酯。可使用具有至少两个（甲基）丙烯酰基的化合物作为所述多官能团丙烯酸酯，而没有限制。例如，可以使用双官能团丙烯酸酯，如1,4-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6-己二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇己二酸二（甲基）丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯（hydroxyl puivalic acidneopentylglycol di(meth)acrylate）、二环戊基二（甲基）丙烯酸酯、己内酯改性的二环戊烯基二（甲基）丙烯酸酯、环氧乙烷改性的二（甲基）丙烯酸酯、二（甲基）丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯、烯丙基化的环己基二（甲基）丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇（甲基）丙烯酸酯、二羟甲基二环戊烷二（甲基）丙烯酸酯、环氧乙烷改性的六氢邻苯二甲酸二（甲基）丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇改性的三甲基丙烷二（甲基）丙烯酸酯、金刚烷二（甲基）丙烯酸酯或9,9-双[4-（2-丙烯酰氧基乙氧基）苯基]芴；三官能团丙烯酸酯，如三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、二季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、丙酸改性的二季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、1,2-环氧丙烷改性的三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、三官能团聚氨酯（甲基）丙烯酸酯或三（甲基）丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯；四官能团丙烯酸酯，如二甘油四（甲基）丙烯酸酯或季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯；五官能团丙烯酸酯，如丙酸改性的二季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯；以及六官能团丙烯酸酯，如二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六（甲基）丙烯酸酯或聚氨酯（甲基）丙烯酸酯（例如，异氰酸酯单体与三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯的反应产物，等）。
可采用在其分子中具有环结构的化合物作为多官能团丙烯酸酯。包含于该多官能团丙烯酸酯中的环结构可为碳环结构或杂环结构，以及单环结构或多环结构中的一个。具有环结构的多官能团丙烯酸酯的实例可包括具有异氰脲酸酯结构的单体，如三（甲基）丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯；和六官能团丙烯酸酯，如异氰酸酯改性的聚氨酯（甲基）丙烯酸酯（例如，异氰酸酯单体与三羟甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯的反应产物等），但本发明并不限于此。
相对于100重量份的丙烯酸聚合物，在包括IPN的压敏粘合剂层中构成成交联结构的可活性能量射线聚合化合物的含量可例如为5至40重量份，然而如有必要，可活性能量射线聚合化合物的含量可变化。
除上述成分之外，所述压敏粘合剂层可包括本领域已公知的多种添加剂。
例如，包含可活性能量射线固化成分的组合物可进一步包含光引发剂，以促进成分进行聚合反应。另外，所述压敏粘合剂层可进一步包含选自硅烷偶联剂、提供压敏粘合性的树脂、环氧树脂、固化剂、UV稳定剂、抗氧化剂、调色剂、补强剂、填充剂、消泡剂、表面活性剂及塑化剂中的至少一种添加剂。
例如，通过用工具（如棒式涂布器或缺角式涂布器（comma coater)）涂布通过混合上述成分制备的压敏粘合剂组合物并使其固化可以形成压敏粘合剂层。另外，固化压敏粘合剂组合物的方法并不受特别限制。例如，通过使组合物维持在适当温度下以进行丙烯酸聚合物与多官能团交联剂的交联反应的工艺，和用活性能量射线照射组合物而使可活性能量射线固化化合物聚合的工艺，可以固化所述压敏粘合剂组合物。当需进行此两种固化方法（即使组合物维持在适当温度下以及用活性能量射线照射组合物）时，可顺序地或同时地进行所述方法。上文中，例如可使用高压汞灯、无电极灯或氙灯进行活性能量射线的照射，并且，可选择照射的活性能量射线的条件（如波长或光强度），以便能适当地进行可活性能量射线固化化合物的聚合反应。
在光学元件中，第一或第二压敏粘合剂层可通过从上述压敏粘合剂的种类中选择适当的压敏粘合剂来形成。根据一个示例性实施方式，第二压敏粘合剂层可至少为包括IPN的压敏粘合剂层，而第一压敏粘合剂层可为具有可热固化成分的交联结构（例如包括使用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构）的压敏粘合剂层或包括IPN的压敏粘合剂层。
第一或第二压敏粘合剂层的模量和重量可根据光学元件的具体结构更适当地选择。
根据一个示例性实施方式，所述相延迟层可进一步包括在液晶层上形成的基板层。而且，所述光学元件可进一步包括通过第三压敏粘合剂层粘附在基板层上的保护性基板层。
图6是具有上述结构的光学元件5的示意图，其示出了光学元件5的结构，其中，保护性基板层51通过第三压敏粘合剂层123粘附于形成在液晶层11上的基板层41上。如图7所示，具有这种结构的光学元件6可进一步包括将要进行描述的表面处理层61，其例如形成在保护性基板层51的表面上。
之前描述的基板层可用作形成在液晶层11上的基板层41，并且选自与基板层41相同种类的基板层也可用作保护性基板层51。
在所述结构中，第二压敏粘合剂层122可为具有以下性能的压敏粘合剂层，其在25℃下的储能模量为0.02MPa以上、0.05MPa以上、大于0.08MPa、大于0.08MPa且在0.25MPa以下、0.09MPa至0.2MPa或0.09MPa至0.16MPa。所述第二压敏粘合剂层可为包含IPN的压敏粘合剂层。
在所述结构中，第一压敏粘合剂层也可为具有可热固化成分的交联结构或包括IPN的压敏粘合剂层。第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量可为0.02MPa以上、0.05MPa以上或大于0.08MPa。另外，当第一压敏粘合剂层为具有可热固化成分的交联结构的压敏粘合剂层时，在25℃下的储能模量可调到0.02MPa至0.08MPa或0.04MPa至0.08MPa的范围内，而当第一压敏粘合剂层为包括IPN的压敏粘合剂层时，在25℃下的储能模量可调到大于0.08MPa且在0.25MPa以下、0.09MPa至0.2MPa或0.09MPa至0.16MPa的范围内。
具有与第一压敏粘合剂层121或第二压敏粘合剂层122相同储能模量和交联成分的压敏粘合剂层可用作第三压敏粘合剂层123。
根据一个示例性实施方式，在25℃下的储能模量为0.02MPa以上、0.05MPa以上、大于0.08MPa、大于0.08MPa且在0.25MPa以下、0.09MPa至0.2MPa或0.09MPa至0.16MPa，并包括IPN的压敏粘合剂层可用作第三压敏粘合剂层123。
根据另一个示例性实施方式，所述光学元件进一步包括在液晶层上形成的基板层，并且也可包括在基板层表面上形成的表面处理层。
图8为具有上述结构的光学元件7的示意图，其示出了光学元件7的结构，包括在液晶层11上形成的基板层41和在基板层41表面上形成的表面处理层61。
在这种结构中，第二压敏粘合剂层在25℃下的储能模量为0.02MPa以上、0.05MPa以上、大于0.08MPa、大于0.08MPa且在0.25MPa以下、0.09MPa至0.2MPa或0.09MPa至0.16MPa，而第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量在0.02MPa至0.08MPa或0.04MPa至0.08MPa。上文中，第二压敏粘合剂层可为包括IPN的压敏粘合剂层，而第一压敏粘合剂层可为具有可热固化成分的交联结构的压敏粘合剂层。
如上所述，在光学元件中，所述表面处理层可形成于保护性基板层或形成于液晶层上的基板层上。
所述表面处理层的实例可包括高硬度层；防眩层，如抗眩光(AG)或半眩光（SG)层；及低折射率层，如减反射或低反射层。
表面处理层形成于基板层的一个主要表面或两个主要表面上，或者如果需要，可形成于基板层的所有表面（包含侧面）上。
高硬度层在500g负载下可具有IH以上或2H以上的铅笔硬度。铅笔硬度可例如根据ASTM D3363标准使用在KS G2603规定的铅笔芯来测量。
高硬度层例如可为具有高硬度的树脂层。该树脂层例如可包括可固化状态的室温固化型、湿固化型、热固化型或活性能量射线固化型树脂组合物。根据一个示例性实施方式，所述树脂层可包括热固化型或活性能量射线固化型树脂组合物，或固化态的活性能量射线固化型树脂组合物。在高硬度层的描述中，术语“固化”可指一状态，其中将包含于各树脂组合物中的成分经过交联反应或聚合反应，进而将该树脂组合物转化成坚硬状态。如上述，所述室温固化型、湿固化型、热固化型或活性能量射线固化型树脂组合物也可指这样一种组合物，其固化状态是在室温引起的或者在适当湿度的存在下引起的或者经加热或活性能量射线照射而引起的。
本领域中已知多种固化时能满足上述范围铅笔硬度的树脂组合物，本领域的普通技术人员可轻易地选择适当的树脂组合物。
根据一个示例性实施方式，所述树脂组合物可包括丙烯酰基化合物(acryl compound)、环氧化合物、基于聚氨酯的化合物、酚类化合物、或聚酯化合物作为主要成分。上述中，术语“化合物”可指单体、低聚或高分子化合物。
根据一个示例性实施方式，可使用具有优良光学特性（如透明性及良好的抗黄化性）的丙烯酸树脂组合物，优选可活性能量射线固化的丙烯酸树脂组合物作为所述树脂组合物。
例如，可活性能量射线固化的丙烯酸树脂组合物可包括可活性能量射线聚合的聚合物成分和反应性稀释单体。
上述中，聚合物成分的例子可包括本领域公知的成分作为可活性能量射线聚合的低聚物，如聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、环氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯(ether acrylate)或聚酯丙烯酸酯(ester acrylate)，或包含单体（如甲基丙烯酸酯单体）的混合物的聚合产物。上述中，甲基丙烯酸酯单体的实例可包括（甲基）丙烯酸烷基酯、具有芳香基团的（甲基）丙烯酸酯、杂环（甲基）丙烯酸酯或烷氧基（甲基）丙烯酸酯。若需要，可选择多种本领域已知的用于制备可活性能量射线固化组合物的聚合物成分，以及上述化合物。
包含于可活性能量射线固化的丙烯酸组合物中的反应性稀释单体可为具有一个或两个以上的可活性能量射线固化官能团（例如，丙烯酰基或甲基丙烯酰基）的单体；（甲基）丙烯酸酯单体；或多官能团丙烯酸酯。如上述，可自压敏粘合剂品目中所列举的化合物中选择合适种类的多官能团丙烯酸酯。
用于制备可活性能量射线固化丙烯酸组合物的各成分的选择以及所选成分的混合比例并没有特别限制，且可根据所需硬度及树脂层的其它物理特性而调整。
例如，可使用形成有凹凸（concavo-convex)表面的树脂层、或包含颗粒的树脂层作为抗眩光（AG）或半眩光（SG）层。并且，树脂层包含具有与树脂层不同的折射率的颗粒。
用于形成高硬度层的树脂层例如可用作所述树脂层。当形成AG层时，不必调整树脂组合物的成分以使该树脂层可显示高硬度，或者可形成该树脂层以使其显示高硬度。
上述中，在树脂层上形成凹凸表面的方法并没有特别限制。例如，该凹凸结构可通过使该树脂组合物的涂布层与具有所需凹凸结构的模具接触并固化该树脂组合物而制得；或者是通过混合具有适当颗粒大小的颗粒与树脂组合物，再涂布及固化该组合物而制得。
该抗眩光层也可使用具有与树脂层不同的折射率的颗粒而形成。
根据一个示例性实施方式，该颗粒与树脂层的折射率差异为0.03以下、或0.02至0.2。当折射率的差异过小，将难以产生雾度；反之，当折射率的差异过大，树脂层的散射可经常引起雾度的增加，但透光性或对比特性可能会劣化。因此，可根据这些情况选择适当的颗粒。
包含于树脂层的颗粒的形状并没有特别限制，但可例如为球形、椭圆形、多面体形、无定形或其它形状。该颗粒的平均直径可为50nm至5,000nm。根据一个示例性实施方式，可使用在其表面具有凹凸形状的颗粒作为所述颗粒。这种颗粒可例如具有10nm至50nm或20nm至40nm的平均表面粗度（Rz），及/或形成于该颗粒表面上的凹凸形状的最高高度可为约100nm至500nm、或200nm至400nm的范围内，且该凹凸形状之间的宽度可为400nm至1,200nm、或600nm至1,000nm的范围内。这种颗粒与树脂层高度相容，且在树脂层中表现优良的分散性。
该颗粒的实例可包括各种无机或有机颗粒。无机颗粒的实例可包括二氧化硅、非晶二氧化钛、非晶氧化锆、氧化铟、氧化铝、非晶氧化锌、非晶氧化铈、氧化钡、碳酸钙、非晶钛酸钡或硫酸钡；以及，有机颗粒的实例可包括包含由有机材料形成的交联或未交联产物的颗粒，该有机材料可例如为丙烯酸树脂（acryl resin)、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂(urethane resin)、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂(benzoguanamine resin)、环氧树脂(epoxy resin)或硅树脂(silicon resin)，但本发明并未受限于此。
在树脂层中形成的凹凸结构或颗粒的含量并无特别限制。例如，在AG层的情况下，可调整凹凸结构的形状或颗粒的含量，使得树脂层的雾度值可在约5%至15%、7%至13%的范围内、或约10%之范围内，而在SG层的情况下，可调整使树脂层的雾度值在约1%至3%的范围内。该雾度值可根据制造商的说明书，使用雾度计（hazemeter）如HR-100或HM-150(购自SEPUNG)来测量。
可通过涂布低折射率材料而形成AR或LR层。可用于形成AR或LR层的低折射率材料为本领域内所公知的。可适当地选择所有的低折射率材料并使用于光学元件中。该AR或LR层可通过涂布低折射率材料而形成，从而使AR或LR层可具有约1%以下的反射率。
为了形成表面处理层，可使用在以下韩国专利公开文件中公开的材料：第2007-0101001号、第2011-0095464号、第2011-0095004号、第2011-0095820号、第2000-0019116号、第2000-0009647号、第2000-0018983号、第2003-0068335号、第2002-0066505号、第2002-0008267号、第2001-0111362号、第2004-0083916号、第2004-0085484号、第2008-0005722号、第2008-0063107号、第2008-0101801号或第2009-0049557号。
可单独或组合使用已知材料形成表面处理层。组合的实例可包括以下情况：先将高硬度层形成于基板层的表面上，再将低反射层形成于所述高硬度层的表面上。
此外，光学元件可符合以下公式1的条件。
公式1
X=200nm
在公式1中，X表示在光学元件的长度或宽度上的变化，其是在以下条件下测得的：在光学元件通过第二压敏粘合层粘附于玻璃基板上并在60℃及10%的相对湿度下维持150小时、300小时或500小时。
并且，X可在170nm以下、150nm以下、130nm以下、110nm以下、90nm以下、70nm以下、50nm以下、或40nm以下的范围内。由于X值下降表示光学元件具有更优良的耐久性及尺寸稳定性，所以对X的下限并无特别限制。
此外，本发明还提供一种立体图像显示器件。根据一个示例性实施方式，该立体图像显示器件可包括上述光学元件。
根据一个示例性实施方式，所述立体图像显示器件可进一步包括能够产生左眼图像信号（以下称为“L信号”）和右眼图像信号（以下称为“R信号”）的图像显示元件，并且在如下状态下通过第二压敏粘合剂层可将光学元件粘附到显示元件上，其中，设置液晶层的第一和第二区域以使L信号能通过第一区域和第二区域中的一个区域，而R信号能通过另一个区域。
如上述，设置所述光学元件以使得当显示元件发出R信号及L信号时，R信号及L信号可先穿过该光学元件的偏光板，接着分别进入液晶层的各区域。
只要立体图像显示器件包括作为分光元件的光学元件，就可应用本领域已知的多种方法来制备立体图像显示器件。
图9是根据一示例性实施方式的器件示意图，其显示了其中观察者能够配戴偏振眼镜观察立体图像的器件。
如图9所示，例如，器件8包括光源81、偏光板82及图像显示元件83，且具有以下结构，其中，所述光学元件通过第二压敏粘合剂层122粘附于所述显示元件83上，其中，所述光学元件依序包括第二压敏粘合剂层122、偏光板13、第一压敏粘合剂层121及包含液晶层的相延迟层11。
如上述，例如，通常应用于液晶显示装置（LCDs)的直下型或边缘型背光源可作为光源81。
显示元件83可为包含多个单元像素的穿透式液晶显示面板，所述单元像素以横向、纵向或矩阵（matrix）方向排列。一个或两个以上的像素可组合以形成用于产生R信号的右眼图像信号产生区域（以下称为“RG区域”）以及用于产生L信号的左眼图像信号产生区域（以下称为“LG区域”）。
如图10所示，RG和LG区域可形成在共同方向延伸且彼此相邻交替排列的条带形状，或者，如图11所示，他们可形成格子图案并彼此相邻交替排列。在光学元件的液晶层11中，第一和第二区域可分别地对应于LC和RC区域，且可根据RG及LG区域的排列而排列，从而使得自RG区域发出的R信号可通过偏光板13进入RC区域，而L信号则可通过偏光板13进入LC区域。
例如，图像显示元件83可为液晶面板，其自光源81的方向依序排列有第一透明基板、像素电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、共用电极、彩色滤光片和第二透明基板。偏光板82可粘附于面板的光入射的一侧，如光源81的一侧，而光学元件可粘附于另一侧，其被设置成与所述光源81的一侧相反。例如，可对包含于偏光板82的偏光片和包含于光学元件的偏光板13的偏光片进行排列，以使两偏光片的吸收轴形成一预定角度，如90°角。因此，两偏光片的排列可使自光源81发射的光穿过显示元件83或被显示元件83拦截。
在驱动状态下，非偏振光可从显示器件8的光源81朝向偏光板82发出。在入射至偏光板82的光中，偏振轴平行于偏光板82的偏光片的透射轴的光可通过偏光板82且入射到显示元件83中。入射至显示元件83且通过RG区域的光可转换成R信号，而通过LG区域的光可转换成L信号，并且R和L信号可接着被入射到光学元件的偏光板13上。
在通过偏光板13而入射至液晶层11的光中，在两种光具有不同偏振状态的状态下，通过LC区域的光及通过RC区域的光被分别地发射。如上所述，具有不同偏振状态的R和L信号可分别地进入配戴偏光眼镜的观察者的右眼与左眼中，因此观察者可观察到立体图像。
有益效果
根据本发明的一个示例性实施方式的光学元件显示出优良的耐久性、硬度性能及再加工性。因此，由于在严苛的条件下，光学元件的相延迟层的相延迟性可长时间的稳定维持，因而光学元件能够具有稳定的分光特性。并且，在光学仪器中使用所述光学元件，可防止如漏光的副作用。并且，所述光学元件可展现出优良的耐外部压力或刮伤性。
附图说明
图1为示出光学元件的示意图。
图2和图3为示出光学元件的第一和第二区域的配置的示意图。
图4为解释第一和第二区域的光轴的配置的示意图。
图5至图8为示出光学元件的示意图。
图9为示出立体图像显示器件的示意图。
图10和图11为示出RG及LG区域的配置的示意图。
具体实施方式
下文将参照实施例和比较实施例更详细地描述光学元件，但光学元件的范围并不局限于以下实施例。
在以下实施例和比较实施例中，压敏粘合剂层的物理特性按如下所述进行评价。
1、储能模量的评价
将压敏粘合剂层切割成15cm x25cm x25μm(长x宽x高）大小的片段，并将切割的压敏粘合剂层堆成五层结构。之后，将堆叠的压敏粘合剂层切割成直径为8mm的圆形，并用玻璃压一夜，从而改善夹层界面处的润湿性能。接着，通过移除堆叠过程中产生的气泡制备样品。然后将该样品置于平行板上，调整间距，使法向力和扭矩归零，并确保法向力的稳定性。接着，在以下条件下测量储能模量。
测量仪器及测量条件
测量仪器：TA仪器公司的ARES-RDA，带有强制对流烘箱(forcedconvection oven)。
测量条件：
几何条件：8mm平行板
间距：约1mm
测量形式：动态应变频率扫描（dynamic strain frequency sweep)
应变=10.0[%]
温度：30℃
初始频率：0.4度/秒（rad/s）
最终频率：100度/秒
2、相位差及折射率评价
使用Axoscan(购自Axomatrix)，根据制造商使用手册，评价光学元件或液晶层的相位差和折射率。
3、评价光学元件的厚度与长度或宽度
使用三维设备（Premium600C）及IView Pro program(INTEK IMS Co.，Ltd.)测量光学元件的宽度或长度。并且，使用光谱反射仪（spectralreflectometer)进行厚度测量，光谱反射仪是利用薄膜表面反射光与薄膜下的界面反射光之间的干涉或光的相位差来评价薄膜特性的设备。
4、串扰评价
串扰比可以被定义为当观看立体图像时在暗态和亮态下的亮度的比。在实施例和比较实施例中，基于将所述光学元件应用于被动式眼镜型的立体图像显示器件的假设，使用下列方法测量串扰比。使用所述光学元件组成如图9所示的立体图像显示器件。因此，将用于观看立体图像的偏光眼镜设置在立体图像显示器件的常规观看点。上文中，当观看者观看立体图像时，所述常规观看点指的是这样的点，其被设置成远离所述立体图像显示器件中心对应于在所述立体图像显示器件的水平方向上的长度的3/2的距离。在该点处，基于观看者观看所述显示装置的中心的假设，设置所述偏光眼镜的位置。上文中，当假设观看者观看所述立体图像时，在所述立体图像显示器件的水平方向上的长度可以是从观看者看到的水平方向上的长度，例如，所述图像显示器件的宽度。以这种配置方式，在所述立体图像显示器件输出L信号的状态下将照度计（设备名：SR-UL2光谱仪）配置在偏光眼镜中用于左眼和右眼的透镜的后表面，并对于亮度测量每个用于左眼和右眼的透镜。在用于左眼的透镜的后表面测量的亮度为亮态亮度，而在用于右眼的透镜的后表面测量的亮度为暗态亮度。在测量每个亮度以后，所述亮态亮度对所述暗态亮度的比（[暗态亮度]/[亮态亮度]）被转换成百分比值（%），其可以被定义为串扰比（Y）。此外，所述串扰比可以用与上述方式相同的方式测量，并且在亮态和暗态的亮度可以在所述立体图像显示器件输出R信号的状态下进行测量。在这种情况下，在用于左眼的透镜的后表面测量的亮度为暗态亮度，而在用于右眼的透镜的后表面测量的亮度为亮态亮度。类似地，所述暗态亮度对所述亮态亮度的比被转换成百分比值（%），其可以被定义为串扰比。
制备例1：制备丙烯酸聚合物（A）
将99重量份的丙烯酸正丁酯酯（n-BA）和1重量份的丙烯酸2-羟乙酯（2-HEA)置入IL反应器中，给反应器装配有冷却装置以维持氮气回流并易于控制温度。之后，向反应器中加入120重量份的醋酸乙酯（EAc)作为溶剂，氮气净化反应器60分钟以将氧气移除。接着，将反应器内的温度维持在60°C，加入0.03重量份的偶氮二异丁腈(AIBN)，使得到的反应混合物进行聚合反应，以制备丙烯酸聚合物（A），其分子量为1,700,000且分子量分布为3.9。
制备例2：制备丙烯酸聚合物（B)
除了将79重量份的n-BA、20重量份的甲氧基乙二醇丙烯酸酯(methoxyethyleneglycol acrylate,MEA)及1.0重量份的丙烯酸羟乙酯（HEA)置入IL反应器（其装配有冷却装置以维持氮气回流并易于控制温度）中之外，以与制备例1相同的方式制备丙烯酸聚合物（B)，其分子量为1,800,000且分子量分布为4.5。
制备例3：制备压敏粘合剂层（A)
相对于100重量份的丙烯酸聚合物（A)，混合1.0重量份的多官能团交联剂（即：苯二甲撑二异氰酸酯作为基于XDI的异氰酸酯)以制备压敏粘合剂组合物。将制备的压敏粘合剂组合物涂布在PET膜（厚度：38μm，购自Mitsubishi的MRF-38)的经离型处理表面上，干燥后的厚度为25μm，且在合适温度下干燥及老化，以使固化过程适当的发生，从而制备压敏粘合剂层（A)，其在25°C下的储能模量为约0.04至0.06MPa。
制备例4：制备压敏粘合剂层（B)
混合100重量份的丙烯酸聚合物（B)、3重量份的多官能团交联剂（即：作为基于XDI异氰酸酯的苯二甲撑二异氰酸酯)、20重量份的多官能团丙烯酸酯（三官能团聚氨酯丙烯酸酯，Aronix M-315，购自DONGWOO股份有限公司）、2重量份的光引发剂羟基环己基苯基酮(hydroxycyclohexylphenylketone)(Irg184，购自瑞士的Ciba Specialty Chemicals)、及2重量份的具有β-氰基乙酰基(β-cyanoacetyl)的硅烷偶联剂（M812，购自韩国LG Chem公司）于溶剂中，使固体浓度达到30重量%，以制备压敏粘合剂组合物。之后，将制备的压敏粘合剂组合物涂布在PET膜（厚度：38μm，购自Mitsubishi的MRF-38)的经离型处理表面上，干燥后的厚度为25μm，且在110℃的烘箱中干燥3分钟。接着，在干燥的涂层上进一步层叠另一PET膜（厚度：38μm，购自Mitsubishi的MRF-38)的经离型处理表面，且使用UV射线（照度：600mW/cm2，光强度：150mJ/cm2)照射涂层，以制备压敏粘合剂层（B)，其在25℃下的储能模量约0.10至0.15MPa。
制备例5：制备相延迟层（A)
将用于形成光取向层的组合物涂布在TAC基板（折射率为1.49，厚度为80,000nm)的一个表面上，使其具有干燥后约为
Figure BDA00003173599300241
的厚度，并在烘箱中于80℃干燥2分钟。将丙烯酸单体与由以下式4表示的具有肉桂酸酯基（cinnamate group)的聚降冰片烯（分子量（Mw)=150,000)的混合物与光引发剂（Irgacure907)混合并溶解混合物于甲苯溶剂，使得聚降冰片烯的固体含量可达2重量％，如此所制得的组合物（聚降冰片烯:丙烯酸单体:光引发剂=2:1:0.25(重量比））用作上述用于形成光取向层的组合物。
式4
接着，将用于形成光取向层的干燥组合物根据韩国专利申请第2010-0009723号所公开的方法进行取向，以形成包含第一及第二取向区域的光取向层，其中，第一及第二取向区域在不同方向上取向。更具体而言，将具有交替形成在垂直方向及水平方向上的宽度约为450μm的条纹形状的透光部分及挡光部分的图案掩膜设置于所述干燥组合物的上部，并且将其中形成有用于透射两种偏振光的两个区域的偏光板也设置于该图案掩膜的上部。接着，以约3m/min的速率传送其中形成有光取向层的TAC基板30，同时使用偏光板及图案掩膜，以UV射线（300mW/cm2)照射约30秒对用于形成光取向层的组合物进行取向。然后，将液晶层形成于经过取向处理的取向层上。更具体来说，将液晶化合物（LC242TM，购自BASF)涂布于光取向层上，使干燥厚度约为1μm，接着根据液晶层下设置的取向层的取向使液晶化合物取向。而后，通过用UV射线（300mW/cm2)照射液晶约10秒而进行液晶的交联及聚合反应，从而形成包含具有根据设置在液晶层下的光取向层的取向而具有彼此正交的不同光学轴的第一及第二区域的液晶层。在液晶层中，快轴方向与慢轴方向之间的折射率差大约为0.125。
制备例6：制备相延迟层（B)
均匀混合10g聚氨酯丙烯酸酯、20g二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythrito hexaacrylate,DPHA)、1g平均粒径为3,500nm且平均表面糙度（Rz)为30nm的有机颗粒（购自Sekisui)、1g平均粒径为4,000nm、最大表面高度为300nm以及凸出宽度约800nm的有机颗粒（购自Sekisui)、30g甲乙酮、38g甲苯及2g自由基光引发剂，以制备树脂组合物（即：涂布溶液）。接着，将制备的涂布溶液以辊涂法涂布在与制备例5中使用的基板相同的TAC基板的一面上，使其干燥后厚度约为4,500nm，再干燥。使用UV射线（280mJ/cm2）照射固化干燥的涂布溶液，以形成表面处理层（即SG层）。接着，通过在与形成SG层的表面相反的TAC基板的表面上依次形成取向层和液晶层，以与制备例5所述相同的方法制备相延迟层（B)。
制备例7：制备具有表面处理层的保护性基板层
均匀混合10g聚氨酯丙烯酸酯、20g DPHA、1g平均粒径为3,500nm且平均表面糙度（Rz)为30nm的有机颗粒（购自Sekisui)、1g平均粒径为4,000nm、最大表面高度为300nm以及凸出宽度约800nm的有机颗粒（购自Sekisui)、30g甲乙酮、38g甲苯及2g自由基光引发剂，以制备树脂组合物（即：涂布溶液）。接着，将制备的涂布溶液以辊涂法涂布在与制备例5中使用的基板相同的TAC基板的一面上，使其干燥后厚度约为4,500nm，再干燥。使用UV射线（280mJ/cm2）照射固化干燥的涂布溶液，以形成表面处理层（即SG层）。
实施例1：光学元件（A)
使用偏光板制备光学元件，其中，在所述偏光板中，将TAC保护性膜粘附于基于PVA的偏光片的两个表面上。更具体地，将压敏粘合剂层（B）层叠在偏光板的一个表面上，利用压敏粘合剂层（B）将制备例5中制备的相延迟层的液晶层的表面层叠在所述偏光板的另一表面上。接着，利用压敏粘合剂层（B）将如制备例7中制备的形成有表面处理层的TAC基板的无表面处理层的表面粘附于偏光板，以制备光学元件。
实施例2：光学元件（B)
使用偏光板制备光学元件，其中，在所述偏光板中，将TAC保护性膜粘附于基于PVA的偏光片的两个表面上。更具体地，将压敏粘合剂层（B）层叠在偏光板的一个表面上，利用压敏粘合剂层（A）将制备例5中制备的相延迟层的液晶层的表面层叠在所述偏光板的另一表面上。接着，利用压敏粘合剂层（B）将如制备例7中制备的形成有表面处理层的TAC基板的无表面处理层的表面粘附于偏光板，以制备光学元件。
实施例3：光学元件（C)
使用偏光板制备光学元件，其中，在所述偏光板中，将TAC保护性膜粘附于基于PVA的偏光片的两个表面上。更具体地，将压敏粘合剂层（B）层叠在偏光板的一个表面上，利用压敏粘合剂层（A）将制备例6中制备的相延迟层的液晶层的表面粘附到所述偏光板的另一表面上，从而制备光学元件。
比较实施例1：光学元件（D)
使用偏光板制备光学元件，其中，在所述偏光板中，将TAC保护性膜粘附于基于PVA的偏光片的两个表面上。更具体地，将压敏粘合剂层（B）层叠在偏光板的一个表面上，利用压敏粘合剂层（A）将制备例5中制备的相延迟层的液晶层的表面层叠在所述偏光板的另一表面上。接着，利用压敏粘合剂层（B)将如制备例7中制备的形成有表面处理层的TAC基板的无表面处理层的表面粘附于偏光板，以制备光学元件。
实验例1：测量三维变化率
分别评价在实施例和比较实施例中制备的光学元件的耐久性。更具体地，通过偏光板中形成在相延迟层的相反侧上的压敏粘合剂层，使各光学元件粘附于玻璃基板上，然后在60℃、10%相对湿度下保持150小时、300小时及500小时。之后，测量宽度变化并列于下表1中。在表1中，以相同方法制备的三种光学元件在上述条件下保持150小时、300小时及500小时，并测量变化度的平均值，符号“-”表示经过上述条件后宽度下降。
表1
Figure BDA00003173599300261
实验例2：评价液晶层的折射率关系与分光性随厚度的变化
为了评估液晶层的折射率关系及液晶层的分光性随厚度的变化，按照下面的描述制备样品。更具体地，以与制备例5相同的方法形成相延迟层，其中，通过调整液晶混合物的组成，分别形成厚度约0.3μm、1μm及2.5μm的液晶层来制备相延迟层，从而使在形成液晶层后，慢轴方向和快轴方向的折射率差异在0.03范围内。并且，使用与制备例5中相同的液晶化合物以相同的方法制备相延迟层，其中通过形成厚度约0.3μm及2.5μm的液晶层来制备相延迟层。此外，以与制备例5相同的方法形成相延迟层，其中，通过调整液晶混合物的组成，分别形成厚度约0.3μm、1μm及2.5μm的液晶层来制备相延迟层，从而使在形成液晶层后，慢轴方向和快轴方向的折射率差异在0.22范围内。之后，以与实施例1相同的方法使用制备的相延迟层制备光学元件，且评价使用制备的光学元件与实施例1的光学元件观察立体图像时得到的串扰比。结果列于下表2中。
表2
Figure BDA00003173599300271
（附图标记说明）
1，4，5，6，7： 光学元件
11：            相延迟层
121，122：      压敏粘合剂层
13              偏光板
A：             液晶层的第一区域
B：             液晶层的第二区域
L：             第一区域和第二区域的边界线
θ1，θ2：      在第一区域或第二区域的光轴与边界线间形成的夹角
41：            基板层
51：            保护性基板层
61：            表面处理层
8：             立体图像显示器件
81：            光源
82：            偏光片
83              图像显示元件
LG              用于产生L信号的左眼图像信号产生区域
RG              用于产生R信号的右眼图像信号产生区域

Claims (21)

1.一种光学元件，包括：
相延迟层，其包括液晶层，所述液晶层在慢轴方向与快轴方向的面内折射率的差异为0.05至0.2，并且所述液晶层的厚度为0.5μm至2.0μm，并包含可聚合液晶化合物；
偏光板，该偏光板通过第一压敏粘合剂层粘附于所述相延迟层上并包括偏光片；以及
第二压敏粘合剂层，该第二压敏粘合剂层形成于所述偏光板的未粘附第一压敏粘合剂层的一侧，并且在在25℃下的储能模量大于0.08MPa。
2.权利要求1所述的光学元件，其中，可聚合液晶化合物包括多官能团可聚合液晶化合物和单官能团可聚合液晶化合物。
3.权利要求1所述的光学元件，其中，所述液晶层包括具有彼此不同的相延迟特性的第一区域和第二区域。
4.权利要求3所述的光学元件，其中，所述第一区域和第二区域具有在彼此不同方向上形成的光学轴，并且将第一区域与第二区域的光学轴所形成的角等分的直线垂直于或水平于偏光片的吸收轴。
5.权利要求1所述的光学元件，其中，所述第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量为0.02MPa以上。
6.权利要求1所述的光学元件，其中，所述第一和第二压敏粘合剂层的厚度分别在25μm以下。
7.权利要求1所述的光学元件，其中，所述第二压敏粘合剂层包含：含有用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构；以及含有经聚合的可活性能量射线聚合化合物的交联结构。
8.权利要求7所述的光学元件，其中，所述可活性能量射线聚合化合物为多官能团丙烯酸酯。
9.权利要求1所述的光学元件，进一步包括：
基板层，该基板层形成在液晶层的与粘附有第一压敏粘合剂层的一侧相反的一侧上；以及
保护性基板层，该保护性基板层通过第三压敏粘合剂层粘附在所述基板层上。
10.权利要求9所述的光学元件，其中，所述第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量为0.02MPa至0.08MPa，并且包括含有用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构。
11.权利要求9所述的光学元件，其中，所述第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量大于0.08MPa，并且包括：含有用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构；以及含有经聚合的可活性能量射线聚合化合物的交联结构。
12.权利要求9所述的光学元件，其中，所述第三压敏粘合剂层在25℃下的储能模量大于0.08MPa，并且包括：含有用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构；以及含有经聚合的可活性能量射线聚合化合物的交联结构。
13.权利要求9所述的光学元件，进一步包括在所述保护性基板层上形成的表面处理层。
14.权利要求13所述的光学元件，其中，所述表面处理层为高硬度层、防眩光层或低反射层。
15.权利要求1所述的光学元件，进一步包括：
基板层，该基板层形成在液晶层的与粘附有第一压敏粘合剂层的一侧相反的一侧上；以及
表面处理层，该表面处理层形成在所述基板层的表面上。
16.权利要求15所述的光学元件，其中，所述第一压敏粘合剂层在25℃下的储能模量为0.02MPa至0.08MPa，并且包括含有用多官能团交联剂交联的丙烯酸聚合物的交联结构。
17.权利要求15所述的光学元件，其中，所述表面处理层为高硬度层、防眩光层或低反射层。
18.权利要求1所述的光学元件，该光学元件满足以下公式1：
公式1
X≤200nm
其中，X表示在光学元件的长度或宽度上的变化，其是在以下条件下测得的：将光学元件通过第二压敏粘合层粘附于玻璃基板上之后，将其在60℃及10%的相对湿度下维持150小时。
19.一种立体图像显示器件，其包括根据权利要求1所述的光学元件。
20.权利要求19所述的立体图像显示器件，进一步包括图像显示元件，该图像显示元件构造用于产生左眼和右眼的图像信号。
21.权利要求19所述的立体图像显示器件，其中，所述光学元件的液晶层包括具有彼此不同的相延迟特性的第一和第二区域，并且所述光学元件用第二压敏粘合剂层粘附于图像显示元件上，从而使左眼图像信号能够通过第一区域和第二区域中的一个区域，而右眼图像信号能够通过另一个区域。
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