CN110546547B - 光学装置 - Google Patents

Abstract

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各种应用，例如眼睛佩戴物如太阳镜或AR(增强现实)或VR(虚拟现实)眼睛佩戴物、建筑物外墙、或用于车辆的天窗。

Description

光学装置

技术领域

本申请要求基于2017年4月25日提交的韩国专利申请第 10-2017-0053018号的优先权权益，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

各种各样的光学装置是已知的，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)的可变透射率装置是已知的。

这样的可变透射率装置被应用于各种各样的应用，包括眼睛佩戴物如 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 其中光学装置表现出相对低的透射率的状态。

在一个实例中，光学装置在透明模式下的透射率可以为约15％或更 大、约20％或更大、约25％或更大、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，光学装置在黑色 模式下的透射率可以为约20％或更小、约15％或更小、约10％或更小、 约5％或更小、约3％或更小、约1％或更小、或者约0.8％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，使得上限和下限中的每一个没有特别限制。在一个实例中，在透明模 式下的透射率的上限可以为约100％、约95％、约90％、约85％、约80％、 约75％、约70％、约65％、约60％、约55％、约50％、约45％、约40％、 约35％、约30％、或约25％左右。在黑色模式下的透射率的下限可以为 约0％、约0.5％、约1％、约2％、约3％、约4％、约5％、约6％、约7％、 约8％、约9％、或约10％左右。

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，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。如果需要，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膜，因此可以实现这样的模式之间的 切换。在此，有源液晶元件膜是能够在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。

可以通过施加能量，例如通过施加电压来改变这样的液晶元件中的取 向状态。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。

液晶元件膜可以包括至少包含液晶化合物的液晶层。在一个实例中， 液晶层是所谓的宾主液晶层，其可以为包含液晶化合物和各向异性染料的 液晶层。

液晶层是使用所谓的宾主效应的液晶层，其可以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)的配向方向配向的液晶层。 液晶主体的配向方向可以根据是否施加外部能量来调节。

用于液晶层中的液晶主体的类型没有特别限制，并且可以使用应用于 实现宾主效应的一般类型的液晶化合物。

例如，作为液晶主体，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。通常，可以使用向列型液晶化合物。向列型液晶 化合物可以呈棒形式或可以呈盘形式。

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、或约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、或约0.27或更小。

可以用作宾主液晶层的液晶主体的液晶化合物是本领域技术人员公 知的，由此可以从其中自由选择液晶化合物。

液晶层包含与液晶主体一起的各向异性染料。术语“染料”可以意指 能够在可见光区域(例如，380nm至780nm的波长范围)中的至少一部 分或整个范围内强烈吸收光和/或改变光的材料，术语“各向异性染料” 可以意指能够在可见光区域的至少一部分或整个范围内各向异性地吸收 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 体的配向状态而配向的特性的已知染料。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。

考虑到该目的，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内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 平行于液晶主体的配向方向偏振的光束的吸光度(E(p))和垂直于液晶主 体的配向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，可以使用沿平行于配向方向的方向振动的偏振光 束(E(p))和在后续测量中沿垂直于配向方向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起偏振器。两个起偏振器由步进马达控制，并且沿相同的 方向取向。起偏振器的起偏振器方向的变化，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起偏振器的取向。

在该方法中，使起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。对于每个起偏振器位 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配 向方向安装在光程中。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,AcademicPress,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。

考虑到所述目的，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、2 μm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膜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。例如，可以通过施加外部能 量如电压来控制切换。例如，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，然后通过施加电压切换至另一取向状态。

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形成液晶层的光轴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，所述液晶层的光轴的方向可以使用已知的测量仪器，例如偏光 计如来自Jasco的Pascal 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 膜的配向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。

液晶元件膜可以包括彼此相对设置的两个基础膜和在两个基础膜之 间的有源液晶层。

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

作为基础膜，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，基础膜上还可以存在金、银或硅化合物(例如二 氧化硅或一氧化硅)的涂层，或诸如抗反射层的涂层。

作为基础膜，可以使用具有预定范围内的相位差的膜，或者可以使用 各向同性膜。在一个实例中，基础膜的前相位差可以为100nm或更小。 在另一个实例中，前相位差可以为约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，前相位差可以为 约0nm或更大、约1nm或更大、约2nm或更大、约3nm或更大、约4 nm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。

基础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、120 nm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。

然而，作为基础膜，还可以使用这样的高相位差基础膜：其中前相位 差为约2,000nm或更大、3,000nm或更大、4,000nm或更大、5,000nm 或更大、6,000nm或更大、7,000nm或更大、或者7,500nm或更大，和/ 或厚度方向相位差为约2000nm或更大、3,000nm或更大、4,000nm或更 大、5,000nm或更大、6,000nm或更大、7,000nm或更大、约8,000nm 或更大、约9,000nm或更大、或者约10,000nm或更大。高相位差基础膜 的前相位差或厚度方向相位差的上限没有特别限制，例如，还可以应用前 相位差为约10,000nm或更小和/或厚度方向相位差为约15,000nm或更小 的基础膜。

在本说明书中，前相位差(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， 否则前相位差和厚度方向相位差的参考波长为约550nm。

[方程式1]

前相位差(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为基础膜的厚度，nx为在基础膜的慢轴方向上 的折射率，ny为在基础膜的快轴方向上的折射率，nz为在基础膜的厚度 方向上的折射率。

当基础膜为光学各向异性时，由彼此相对设置的基础膜的慢轴形成的 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。

由基础膜的慢轴和以下将描述的起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。

基础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55ppm/K或更大。例如，基础膜 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 知方法如TMA(热机械分析)来测量。

作为基础膜，可以使用断裂伸长率为约2％或更大的基础膜。在另一 个实例中，断裂伸长率可以为约4％或更大、约8％或更大、约10％或更 大、约12％或更大、约14％或更大、约16％或更大、约20％或更大、约 30％或更大、约40％或更大、约50％或更大、约60％或更大、约70％或更 大、约80％或更大、约90％或更大、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。基础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。此外，断裂伸长率可以为例如基础膜的MD (mechanical direction，机械方向)方向或TD(transverse direction，横向) 方向中的任一者的数值。

通过选择基础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。

如上所述的基础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。基础膜的厚度可以根据需要改变。

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

术语常温是没有升温或冷却的自然温度，其通常可以为在约10℃至 30℃范围内的任一温度，例如，约23℃或约25℃左右的温度。除非本文 另有说明，否则温度为摄氏温度并且单位为℃。

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。

在液晶元件膜中，导电层和/或配向膜可以存在于基础膜的一侧上， 例如，存在于面向有源液晶层的一侧上。

存在于基础膜的所述侧上的导电层是用于向有源液晶层施加电压的 结构，可以向有源液晶层施加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上述物 质，并且可以使用本领域中已知可应用于液晶元件膜的所有种类的导电 层。

在一个实例中，配向膜存在于基础膜的所述侧上。例如，可以首先在 基础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。

可以控制配向膜的配向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础膜的每一侧上的两个配向膜的配向方向可以彼此 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。在另一个实例中，两个配向膜的配向方向可以形成在约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。在另一个实例中，两个配向膜的配向方向可以形成在约160 度至200度范围内的角度、在约170度至190度范围内的角度、在约175 度至185度范围内的角度、或约180度的角度。

由于有源液晶层的光轴的方向是根据这样的配向方向确定的，因此可 以通过检查有源液晶层的光轴的方向来确定配向方向。

具有这样的结构的液晶元件膜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，液晶元件膜可以为折叠膜的形式。具有折叠膜类型的 液晶元件膜的截面形状可以包括由膜的折叠部分开的第一线和第二线。在 一个实例中，在观察截面时，有源液晶元件膜的截面中的第一线的曲率 (＝1/曲率半径)可以在0至0.01的范围内，并且截面可以具有在第一线 的末端处的折叠部并且包括连接至折叠部的第二线。即，有源液晶元件膜 可以在折叠部处以折叠状态容置在光学装置中。在另一个实例中，第一线 的曲率可以为约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。

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。

关于曲率或曲率半径，例如，当曲率或曲率半径在提及曲率或曲率半 径的物体的表面和背表面上不同时(例如，当对应于第一线的液晶元件膜 的表面和背表面上的曲率或曲率半径不同时)，表面和背表面的曲率或曲 率半径的小值、大值或算术平均值可以被指定为所述曲率或曲率半径。此 外，当曲率或曲率半径不是恒定的并且具有不同部分时，最大曲率或曲率 半径、或者最小曲率或曲率半径、或者曲率或曲率半径的平均值可以为参考。

此外，在本说明书中，曲率半径的单位为R，曲率的单位为1/R。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。在平坦表面的情 况下，曲率为零而曲率半径为无穷大。

如下所述，在本申请的光学装置中，有源液晶元件膜和/或起偏振器 可以在有源液晶元件膜和/或起偏振器位于两个外基底内部的状态下被封 装以构成光学装置。这样的封装结构大大提高了光学装置的耐久性和耐候 性，结果，其可以稳定地应用于户外应用如天窗。然而，这样的封装过程 通常需要真空压缩过程如高压釜，并且在该过程中，存在的问题在于，在 有源液晶元件膜中出现诸如褶皱的缺陷等。此外，当光学装置暴露于高温 和/或高湿度条件等时，或者在该过程中，由于液晶元件膜的基础膜与附 接在其上的粘合膜(封装剂)之间的热膨胀系数差异等而在液晶元件膜上 形成诸如褶皱的缺陷，这样的缺陷不利地影响光学装置的性能。

因此，在本申请中，已经确定，当用折叠结构实现有源液晶元件膜时， 可以解决上述问题。

图1是示意性地示出具有折叠膜形状的有源液晶元件膜10的截面的 图。

如图1所示，有源液晶元件膜10的截面可以具有其中第一线101、 折叠部A和第二线102连接的形式的截面。

在此，第一线101可以为有源区域，即用于调节光以基本上控制光透 射状态的区域。这样的第一线101可以为曲率为约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，液晶元件膜10具有基于折叠部A的折叠结构，并因此 形成第二线102。此时，第二线102折叠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膜10的缺陷如褶皱的程度即可。在 一个实例中，折叠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方向或逆时针方向上大于0度，为 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、60度或更大、65度或更大、70度或更大、75度或更大、80 度或更大、或者约85度或更大。在另一个实例中，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、120度或更小、110度或更小、100度或更小、或者约95度或 更小。在此，测量与第二线102的角度处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，用于测量切线T的角度的第二线可以 为将折叠部A连接至第二线102终止的点的线1022，如图1所示。此外， 如下所述，当第二线102也处于折叠形式时，用于测量切线T的角度的第 二线可以为连接分离第一线和第二线的折叠部(图1中的A)以及第二线 中的折叠部的线，或者可以为与上述相同的连接第二线终止的点的线。

此外，在本说明书中，由第一线或第一线的切线与第二线形成的角度 可以简称为有源液晶元件膜的折叠角度。

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1.5至20,000的范围内。在另一个实例中，比率(L1/L2)可以 为约2或更大、约4或更大、约6或更大、约8或更大、约10或更大、 约12或更大、约14或更大、约16或更大、约18或更大、约20或更大、 约25或更大、约30或更大、约35或更大、约40或更大、约45或更大、 约50或更大、约55或更大、约60或更大、约65或更大、约70或更大、 约75或更大、约80或更大、约85或更大、约90或更大、约95或更大、 约100或更大、约110或更大、约120或更大、约130或更大、约140或 更大、约150或更大、约160或更大、约170或更大、约180或更大、约 190或更大、约200或更大、约250或更大、约300或更大、约350或更 大、约400或更大、约450或更大、约500或更大、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、约800或更小、约750或更小、约700或更小、约650或更小、约 600或更小、约550或更小、约500或更小、约450或更小、约400或更 小、约350或更小、约300或更小、约250或更小、约200或更小、约 150或更小、约100或更小、约50或更小、约45或更小、约40或更小、 约35或更小、约30或更小、约25或更小、约20或更小、或者约15或 更小。

在这样的关系中，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等的预期用途来确定。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、约500mm或更小、约 400nm或更小、约350nm或更小、或者约300mm或更小。

此外，如下所述，当在有源液晶元件膜的截面中形成复数条第二线时， 代入比率(L1/L2)计算中的第二线的长度可以为复数条第二线中的任一 条线的长度，或者可以为第二线的长度的总和。

折叠结构可以形成在液晶元件膜的截面中的两端处。因此，如图1所 示，折叠部A和第二线102可以形成在有源液晶元件膜的截面中的第一线 101的两端处。

在这样的结构中，第二线可以被进一步折叠，例如，如图2所示，第 二折叠部AA存在于第二线102上，其中可以实现第二线102在折叠部 AA中进一步折叠的形式的截面。

在这种情况下，另外形成的折叠部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 折叠区域A到形成在第二线102上的折叠区域AA的距离变为满足上述比 率(L1/L2)的L2。

其中观察到这样的截面的液晶元件膜的截面是当从任一侧观察液晶 元件膜时观察到的截面。即，优选在液晶元件膜的侧面的任一侧上观察截 面。

在一个实例中，其中观察到折叠结构的截面可以为通过包括液晶元件 膜的长轴或短轴而形成的法线平面上的截面。在此，例如，在从上方观察 液晶元件膜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侧LA，短轴可以为短侧SA。

例如，可以通过折叠具有与图3相同的结构的液晶元件膜10中的虚 线所示的部分来实现截面结构。

当液晶元件膜具有方形形状时，水平轴和垂直轴中的任一者可以被认 为是长轴，另一者可以被认为是短轴。

此外，在除矩形之外的形状的情况下，例如，在椭圆形、圆形或无定 形形状等的情况下，当从上方观察液晶元件膜时，垂直于由折叠部形成的 线的线(例如，图3中的虚线)可以为短轴和长轴中的任一者，再次垂直 于该线的线可以为短轴和长轴中的另一者。

在一个实例中，如图3所示，液晶元件膜的所有四个边可以被折叠以 形成截面，并且在这种情况下，可以在包括液晶元件膜的长轴的法线平面 和包括短轴的法线平面二者上观察截面。

虽然上述密封剂在具有这样的折叠结构的液晶元件膜中的位置没有 特别限制，但通常，附接两个基础膜的密封剂可以存在于折叠部(图1和 图2中的A)或从折叠部(图1和图2中的A)面向第一线101的区域中。

光学装置还可以包括起偏振器和有源液晶元件膜。作为起偏振器，例 如，可以使用吸收型或反射型线性起偏振器，即具有沿一个方向形成的光 吸收轴或光反射层和与所述方向大致垂直而形成的光透射轴的起偏振器。

假设在有源液晶层的第一取向状态下实现阻挡状态，可以将起偏振器 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)和起 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，或者可以将起偏振器设置在光学装置中使得该角度为 35度至55度、或40度至50度、或约45度。

当配向膜的配向方向用作参考时，如上所述形成在彼此相对设置的液 晶元件膜的两个基础膜的每侧上的配向膜的配向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，或者在彼此大致平行的 情况下，由两个配向膜中的任一者的配向方向和起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。

在另一个实例中，两个配向膜的配向方向可以形成在约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，或者在彼此大致垂直的 情况下，由两个配向膜中的更靠近起偏振器设置的配向膜的配向方向和起 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，液晶元件膜10和起偏振器20可以以这样的状态 设置：层合在彼此之上使得液晶元件膜10中第一配向方向的光轴(平均 光轴)和起偏振器20的光吸收轴成为上述关系。

在一个实例中，当起偏振器20为以下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膜内部的结构。例如，如图5所示，可以 实现其中偏振涂层201存在于液晶元件膜的基础膜110中的任一个基础膜 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和配向膜可以依次形成在基础膜110上。

可以应用于本申请的光学装置的起偏振器的种类没有特别限制。例 如，作为起偏振器，可以使用用于常规LCD等的常规材料，例如PVA(聚 (乙烯醇))起偏振器，或者通过涂覆方法实现的起偏振器，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 实现的起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，或者还 可以使用盘形染料。

可以充当吸收型或反射型线性起偏振器的溶致液晶或反应性液晶元 和二色性染料的混合物在工业中是各种已知的，并且这样的种类可以没有 限制地应用于本申请。

本申请的光学装置可以仅包括如上所述的有源液晶元件膜和起偏振 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膜，并且可 以仅包括一个起偏振器。

光学装置还可以包括彼此相对设置的两个外基底。例如，如图6所示， 有源液晶元件膜10和起偏振器20可以存在于彼此相对设置的两个基底 30之间。图6示出了有源液晶元件膜10和起偏振器20同时存在于外基 底30之间的情况，但是该结构是示例性的，其中也可以仅存在膜10或起 偏振器20中的任一者。此外，图6中的起偏振器20不存在，并且在外基底30之间也可以仅存在包括如图5所示的偏振涂层201的有源液晶元件 膜。

作为外基底，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，外基底上还可以存在金、银或硅化合物(例如二 氧化硅或一氧化硅)的涂层，或诸如抗反射层的涂层。

作为外基底，可以使用具有预定范围内的相位差的膜。在一个实例中， 外基底的前相位差可以为100nm或更小。在另一个实例中，前相位差可 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3 nm或更小、或者约2nm或更小、或者约1nm或更小。在另一个实例中， 前相位差可以为约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。

外基底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、120 nm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底的前相位差(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，用外基底的厚度(d)、在 慢轴方向上的折射率(nx)、在快轴方向上的折射率(ny)和在厚度方向 上的折射率(nz)分别代替厚度(d)、在慢轴方向上的折射率(nx)、在 快轴方向上的折射率(ny)和在厚度方向上的折射率(nz)以计算它们。

当外基底为光学各向异性时，由彼此相对设置的外基底的慢轴形成的 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。

此外，在上述基础膜为光学各向异性的情况下，由外基底的慢轴和基 础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。

作为外基底，可以使用热膨胀系数为100ppm/K或更小的基底。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、85 ppm/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15ppm/K或更小，或者可以为1 ppm/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。

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

通过选择外基底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。

如上的外基底的厚度没有特别限制，例如，可以为约0.3mm或更大。 在另一个实例中，厚度可以为约0.5mm或更大、约1mm或更大、约1.5 mm或更大、或者约2mm或更大，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。

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， 两个外基底可以同时为平坦基底，同时具有弯曲表面形状，或者任一个可 以为平坦基底而另一个可以为具有弯曲表面形状的基底。

此外，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。

外基底的曲率或曲率半径可以以上述方式测量。

此外，关于外基底，例如，当前表面和背表面处的曲率或曲率半径彼 此不同时，各个面向表面的曲率或曲率半径，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、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。

两个基底的曲率或曲率半径的差可以在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。当大曲率或曲率半径为C_L，小曲率或曲率半径为 C_S时，曲率或曲率半径的差是由100×(C_L-C_S)/C_S计算的值。此外，曲率或 曲率半径的差的下限没有特别限制。由于两个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0％或更大，或大于0％。

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 合膜来封装有源液晶元件和/或起偏振器的结构中是有用的。

当第一外基底和第二外基底二者均为弯曲表面时，两个曲率可以具有 相同的迹象。换句话说，两个外基底可以沿相同方向弯曲。即，在上述情 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中的相同部分中。

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，各基底的曲率半径可以为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在重力方向上设置的基底。

即，对于封装，可以进行使用粘合膜的高压釜过程，如下所述，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 压釜过程之后将应用于封装的粘合膜在高温下长时间储存时，发生一些重 熔等，使得可能存在外基底变宽的问题。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/或起偏振器上，并且可能在内部形成气泡。

然而，当如上所述控制基底之间的曲率或曲率半径时，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作用于其上以防 止变宽以及承受与高压釜相同的过程压力。

光学装置还可以包括将有源液晶元件膜和/或起偏振器封装在外基底 中的粘合膜。例如，如图7所示，粘合膜40可以存在于外基底30与有源 液晶元件膜10之间，有源液晶元件膜10与起偏振器20之间，和/或起偏 振器20与外基底30之间。此外，粘合膜40可以存在于有源液晶元件膜 10和/或起偏振器20的侧面上，适当地，存在于所有侧面上，如图所示。粘合膜可以在将外基底30和有源液晶元件膜10、有源液晶元件膜10和 起偏振器20、以及起偏振器20和外基底30彼此附接的同时封装有源液 晶元件膜10和起偏振器20。

此外，如图5所示，当封装内部形成有偏振涂层201的有源液晶元件 膜时，粘合膜可以存在于外基底与有源液晶元件膜之间和/或存在于有源 液晶元件膜的侧面上，优选存在于所有侧面上。

例如，在根据期望的结构层合外基底、有源液晶元件膜、起偏振器和 /或粘合膜之后，可以通过在真空状态下压制它们的方法(例如，高压釜 法)来实现上述结构。

为了有效地形成这样的结构，如有必要，可以控制有源液晶元件膜的 接触粘合膜的表面相对于粘合膜的摩擦系数或者有源液晶元件膜与粘合 膜之间的摩擦系数。例如，摩擦系数可以被控制为约5或更小、约4.5或 更小、约4或更小、约3.5或更小、约3或更小、或者约2.5或更小，在 另一个实例中，摩擦系数可以为约0.5或更大、约1或更大、或者约1.5 或更大。通过控制这样的摩擦系数，可以进行有效的封装过程而没有在加 压过程(例如高压釜)中在液晶元件膜中产生缺陷如褶皱。在此，摩擦系 数为动态摩擦系数。

控制摩擦系数的方法没有特别限制，例如，可以选择具有期望的摩擦 系数的粘合膜和有源液晶元件膜的基础膜，或者可以在基础膜上进行适当 的表面处理。此时，表面处理可以控制基础膜的凹凸形状，作为物理处理， 例如，通过使用砂纸等抛光，或者可以通过使用称为所谓的脱模剂或增滑 剂等的处理剂(例如基于氟的处理剂或基于硅的处理剂)处理基础膜的表 面来控制摩擦系数。

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、聚酰胺粘合膜、聚酯粘合膜、EVA(乙烯乙酸 乙烯酯)粘合膜、聚烯烃粘合膜如聚乙烯或聚丙烯等中，可以选择满足以 下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。在一个实例中， 粘合膜的前相位差可以为100nm或更小。在另一个实例中，前相位差可 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3 nm或更小、约2nm或更小、或者约1nm或更小。前相位差可以为约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 一个实例中，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、115nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、40nm或更小、30 nm或更小、20nm或更小、10nm或更小、或约5nm或更小，或者可以 为0nm或更大、1nm或更大、2nm或更大、3nm或更大、4nm或更大、 5nm或更大、6nm或更大、7nm或更大、8nm或更大、9nm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90nm或更大。只 要厚度方向相位差的绝对值在上述范围内，其可以为负的，或者可以为正的。

可以以相同的方式计算粘合膜的前相位差(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)、在 慢轴方向上的折射率(nx)、在快轴方向上的折射率(ny)和在厚度方向 上的折射率(nz)分别代替厚度(d)、在慢轴方向上的折射率(nx)、在 快轴方向上的折射率(ny)和在厚度方向上的折射率(nz)以计算它们。

在此，粘合膜的厚度可以为外基底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与起偏振器20之间的粘 合膜的厚度(例如两者之间的间距)，以及起偏振器20与外基底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，可以提供具有优异的耐久性 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600 μm的范围内。在此，粘合膜的厚度可以为外基底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与起偏振器 20之间的粘合膜的厚度(例如两者之间的间距)，以及起偏振器20与外 基底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膜的 一侧或两侧上。图8示出了其中缓冲层50存在于有源液晶元件膜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膜10的一侧上。

这样的缓冲层可以减轻由其中有源液晶元件膜被粘合膜封装的结构 中的层之间的热膨胀系数差异引起的负压，并且使得可以实现更耐用的装 置。

在一个实例中，作为缓冲层，可以使用杨氏模量为1MPa或更小的层。 在另一个实例中，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。在另一个实例中，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、0.006 MPa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。

作为特定种类的缓冲层，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。

在一个实例中，可以使用称为所谓的OCA(optical clear adhesive，光 学透明粘合剂)或OCR(optical clear resin，光学透明树脂)的透明粘合 剂或透明压敏粘合剂来形成缓冲层，并且具有期望的杨氏模量的材料可以 选自称为OCA或OCR的粘合剂或压敏粘合剂并使用。

因此，在一个实例中，缓冲层可以为基于丙烯酸酯的粘合层、基于氨 基甲酸酯的粘合层、基于橡胶的粘合层或基于有机硅的粘合层，或者可以 为基于丙烯酸酯的压敏粘合层、基于氨基甲酸酯的压敏粘合层、基于橡胶 的压敏粘合层或基于有机硅的压敏粘合层。

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 杨氏模量而有效降低装置内部产生的负压的范围内选择。

除上述配置之外，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。

这样的光学元件可以用于各种应用，例如，可以用于眼睛佩戴物如太 阳镜或AR(增强现实)或VR(虚拟现实)眼睛佩戴物、建筑物的外墙、 或用于车辆的天窗等。

在一个实例中，光学装置本身可以为用于车辆的天窗。

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 使用附接至所述开口的光学装置或用于车辆的天窗。

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 用于各种应用，例如眼睛佩戴物如太阳镜或AR(增强现实)或VR(虚 拟现实)眼睛佩戴物、建筑物的外墙、或用于车辆的天窗。

附图说明

图1至3是用于说明本申请的液晶元件膜的折叠结构的图。

图4至8是用于说明本申请的光学装置的说明性图。

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，但本 申请的范围不受以下实施例的限制。

本说明书中描述的物理特性是以下面的方式评估的结果。

1.拉伸特性的评估

根据ASTM D882标准确定基础膜的拉伸特性如断裂伸长率。通过将 测量对象(例如基础膜)裁剪为具有10mm的宽度和30mm的长度，然 后使用UTM(universal testingmachine，万能试验机)仪器(Instron 3342) 在室温(25℃)下以10mm/分钟的拉伸速率拉伸其来评估各物理特性。

2.热膨胀系数的评估

根据ASTM D696标准，使用TMA(thermomechanical analysis，热机 械分析)仪器(SDTA840，Metteler toledo)测量基础膜等的热膨胀系数 (CTE)，其中在以10℃/分钟的速率将温度从40℃升高至80℃的同时测 量试样的尺寸变化以根据方程式(CTE＝(dt/t)/dT，其中t为尺寸，T为温 度)确定截面中的热膨胀系数。测量时试样的参考长度设定为10mm，负载设定为0.02N。

3.摩擦系数的评估

根据标准使用来自Thwing Albert Instrument Company的FP-2260仪器 进行摩擦系数的测量。具体地，重叠并放置粘合膜和有源液晶元件膜，并 通过在拉动仪器时测量的力相对于法向力的比率来计算摩擦力以获得动 态摩擦系数。试样的尺寸各自为长度约4cm且宽度约2cm。

实施例1.

生产GH(宾-主)液晶元件膜作为有源液晶元件膜。作为液晶元件膜 的基础膜，使用其中在一侧上形成ITO(氧化铟锡)电极层的两个PC(聚 碳酸酯)膜(热膨胀系数：80ppm/K，断裂伸长率：约14.5％)。在两个 PC膜中的一个PC膜的ITO电极层上，依次形成LLC(溶致液晶)涂层 和液晶配向膜。在此，使用已知的溶致液晶化合物(MCC，LB012)形成 LLC涂层。通过棒涂法将溶致液晶化合物涂覆在ITO电极层上，并通过 施加剪切力使其取向以形成LLC涂层。在形成的LLC涂层上形成已知的 液晶配向膜。在不形成LLC涂层的另一PC膜的ITO电极层上直接形成 液晶配向膜。在其中两个PC膜彼此相对设置以保持约12μm左右的单元间隙的状态下，通过在其间注入液晶主体和二色性染料客体的混合物(来 自Merck的MAT-16-1235)并用密封剂密封边框来生产液晶元件膜。PC 膜的相对布置为使得其上形成有配向膜的一侧彼此面对。当不施加电压 时，有源液晶元件膜的液晶层可以处于水平取向状态，并且可以通过电压 施加切换至垂直取向状态。此外，在此，当有源液晶元件膜的液晶层处于 水平取向状态时，LLC涂层的光轴和取向轴彼此垂直。随后，通过如下来 生产光学装置：将厚度为约3mm的玻璃基底、粘合膜、有源液晶元件膜、 粘合膜和厚度也为约3mm的玻璃基底按上述顺序层合以生产层合体，在 约100℃的温度和约2个大气压的压力下进行高压釜过程，以及通过粘合 膜将有源液晶元件膜封装在外基底之间。作为粘合膜，使用来自Covestro 的具有商品名A4700的TPU(热塑性聚氨酯)粘合膜(厚度：约4mm)。 有源液晶元件膜的PC膜的表面与TPU粘合膜之间的动态摩擦系数为约 6.1。

实施例2.

以与实施例1中相同的方式生产光学装置，不同之处在于用砂纸抛光 PC膜的接触TPU粘合膜的表面以调节使得PC膜的表面与TPU粘合膜之 间的摩擦系数为约2.3。

测试例

通过在将每个生产的光学装置在100℃下保持7天之后评估透射率特 性的方法来评估耐久性。作为耐久性评估的结果，确认在100℃下保持7 天之前和之后保持下表1中所述的光学特性，因此其具有优异的耐久性。 此外，下表1是测量实施例1和2中的光学装置的透射率和雾度(参考波 长：约550nm)的结果。使用NDH5000仪器通过ISO 13468方法评估透射率等。从下表1可以确认，本申请的光学装置表现出适当的可变透射率 特性。

[表1]

[附图标记说明]

10：有源液晶元件膜

101：第一线

102：第二线

A、AA：折叠区域

D：第一线的平分线

T：第一线的平分线的切线

P：第一线的平分线的切线的法线

1022：用于测量第二线的角度的线

20：起偏振器

201：偏振涂层

30：外基底

40：粘合膜

50：缓冲层

110：基础膜

120：有源液晶层

Claims (12)

1.一种光学装置，包括

彼此相对设置的两个外基底；

具有彼此相对设置的两个基础膜和存在于所述两个基础膜之间的有源液晶层的有源液晶元件膜；以及

偏振涂层，

其中所述有源液晶元件膜存在于所述两个外基底之间，

所述有源液晶层包含液晶化合物并且能够在第一取向状态与第二取向状态之间切换，

其中所述偏振涂层存在于所述基础膜与所述有源液晶层之间，

其中所述有源液晶元件膜通过存在于所述外基底与所述液晶元件膜之间以及所述有源液晶元件膜的侧面上的粘合膜而被封装在所述外基底之间，

其中所述光学装置还包括存在于所述粘合膜与所述有源液晶元件膜之间且杨氏模量为1MPa或更小的缓冲层。

2.根据权利要求1所述的光学装置，其中在所述基础膜与所述偏振涂层之间形成导电层，以及在所述偏振涂层与所述有源液晶层之间形成配向膜。

3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述偏振涂层包含溶致液晶。

4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述偏振涂层包含反应性液晶元和二色性染料。

5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述偏振涂层形成为使得由所述有源液晶层在所述第一取向状态下的平均光轴和所述偏振涂层的光吸收轴形成的角度在80度至100度或35度至55度的范围内。

6.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述基础膜的热膨胀系数为100ppm/K或更小。

7.根据权利要求1所述的光学装置，其中在每个基础膜上形成配向膜，并且由所述两个基础膜的所述配向膜的配向方向形成的角度在-10度至10度的范围内，在80度至100度的范围内，或者在约160度至200度的范围内。

8.根据权利要求7所述的光学装置，其中由形成在所述两个基础膜中靠近所述偏振涂层的基础膜上的所述配向膜的配向方向和所述偏振涂层的光吸收轴形成的角度在80度至100度的范围内。

9.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述有源液晶元件膜呈折叠膜形式。

10.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述有源液晶元件膜的与所述粘合膜接触的表面相对于所述粘合膜的摩擦系数为5或更小。

11.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述缓冲层包含基于丙烯酸酯、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。

12.一种汽车，包括其上形成有一个或更多个开口的车体；和附接至所述开口的根据权利要求1所述的光学装置。

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