CN112204462B - 光学装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及光学装置。本申请的光学装置可以改变透射率并改善根据液晶元件与外基板的层合而可能出现的外观缺陷如褶皱。这样的光学装置可以用于各种应用，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、或者用于车辆的天窗。

Description

光学装置
技术领域
本申请要求基于2018年8月14日提交的韩国专利申请第10-2018-0094738号的优先权的权益，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)的透射率可变装置是已知的，在所述装置中，液晶化合物主要用作主体材料。
这样的透射率可变装置被应用于各种各样的应用，包括眼部佩戴物如太阳镜和眼镜、建筑物的外墙、或者车辆的天窗等。
发明内容
技术问题
本申请的一个目的是提供这样的光学装置：其能够改变透射率并且具有改善的根据液晶元件与外基板的层合而可能出现的外观缺陷如褶皱。
技术方案
本申请涉及光学装置。所述光学装置包括具有其中第一基础层、液晶层和第二基础层顺序层合的结构的液晶元件。
图1示例性地示出了根据本申请的一个实例的液晶元件。如图1所示，液晶元件10可以具有其中第一基础层11a、液晶层12和第二基础层11b顺序层合的结构。此外，第一和第二的表达并不规定基础层的前后或上下关系。
作为一个实例，构成液晶元件10的第一基础层11a和第二基础层11b中的一者或更多者的如由以下方程式1表示的抗弯刚度(D)可以为约2.2*10-4N·m或更大。
[方程式1]
Figure GDA0002807223440000021
在以上方程式1中，D为基础层的抗弯刚度，E为基础层的杨氏模量，he为基础层的厚度，以及υ为基础层的泊松比。
在另一个实例中，上式1的抗弯刚度(D)可以为约2.2*10-4N·m或更大、4*10-4N·m或更大、6*10-4N·m或更大、8*10-4N·m或更大、10*10-4N·m或更大、20*10-4N·m或更大、30*10-4N·m或更大、40*10-4N·m或更大、或者约50*10-4N·m或更大，并且上限没有特别限制，但是可以为约1N·m或更小、5*10-1N·m或更小、1*10-1N·m或更小、5*10-1N·m或更小、或者约1*10-2N·m或更小。
当基础层满足上述范围内的抗弯刚度(D)时，在将包括所述基础层的液晶元件与以下描述的外基板层合以制造光学装置时可以减少外观缺陷如褶皱。
作为一个实例，在第一基础层和第二基础层中的每一者中，以上方程式1的抗弯刚度(D)可以为约2.2*10-4N·m或更大。当第一基础层和第二基础层的抗弯刚度满足上述范围时，可以更有效地减少光学装置的外观缺陷。
在一个实例中，第一基础层和第二基础层中的每一者的杨氏模量(E)可以为约1*109N/m2至约1*1010N/m2。在另一个实例中，基础层的杨氏模量(E)可以为约1.2*109N/m2或更大、1.4*109N/m2或更大、1.6*109N/m2或更大、或者约1.8*109N/m2或更大，并且可以为约9*109N/m2或更小、8*109N/m2或更小、7*109N/m2或更小、6*109N/m2或更小、5*109N/m2或更小、4*109N/m2或更小、或者约3*109N/m2或更小。
例如，杨氏模量(E)可以以ASTM D882中规定的方式测量，其可以通过以由相关标准提供的形式切割膜并使用用于测量应力-应变曲线的设备(能够同时测量力和长度)例如UTM(万能试验机)来测量。
当基础层的杨氏模量(E)满足上述范围时，有利的是以上方程式1的抗弯刚度(D)的范围为2.2*10-4N·m或更大。因此，在将液晶元件与以下描述的外基板层合以制造光学装置时，可以减少外观缺陷如褶皱。
作为一个实例，第一基础层和第二基础层可以各自具有约10μm至约1,000μm的厚度(he)。在另一个实例中，基础层的厚度(he)可以各自为约20μm或更大、40μm或更大、60μm或更大、80μm或更大、100μm或更大、120μm或更大、140μm或更大、160μm或更大、或者约180μm或更大，并且可以为约900μm或更小、800μm或更小、700μm或更小、600μm或更小、500μm或更小、或者约400μm或更小。
在基础层的厚度(he)对应于约100μm至约1,000μm时，有利的是以上方程式1的抗弯刚度(D)的范围为2.2*10-4N·m或更大，并因此在将液晶元件与以下描述的外基板层合以制造光学装置时，可以减少外观缺陷如褶皱。
在一个实例中，第一基础层和第二基础层可以各自具有约0.25至约0.45的泊松比(υ)。作为另一个实例，泊松比(υ)可以为约0.25或更大、0.26或更大、0.27或更大、0.28或更大、0.29或更大、或者约0.30或更大，并且可以为约0.44或更小、0.43或更小、0.42或更小、0.41或更小、或者约0.40或更小。
泊松比(υ)是横向变形比(y方向，εy)与轴向变形比(x方向，εx)的负比，其可以由式‘泊松比＝-εy/εx’表示。泊松比可以通过各种公知的方法来测量。例如，其可以通过根据ASTM-D638中规定的方式使用标准尺寸试样来测量。即，其可以通过对设置有两个伸长计的试样进行拉伸试验来测量。一个伸长计平行于所施加的拉应力对准，而第二伸长计垂直于该拉应力对准，其中拉应力沿x方向施加。
当满足上述范围的泊松比(υ)时，有利的是以上方程式1的抗弯刚度(D)的范围为2.2*10-4N·m或更大。
作为一个实例，第一基础层和第二基础层没有特别限制，只要其具有满足2.2*10- 4N·m或更大的以上方程式1的抗弯刚度(D)，并且其可以用作本申请的基础层即可。在一个实施方案中，第一基础层和第二基础层可以各自独立地使用PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜、PI(聚酰亚胺)膜、COP(环烯烃聚合物)膜、TAC(三乙酰纤维素)膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜或PC(聚碳酸酯)膜等，但不限于此。
液晶元件可以包括至少含有液晶化合物的液晶层。在一个实例中，液晶层为所谓的宾主液晶层，其可以为包含液晶化合物和二色性染料客体的液晶层。
液晶层为利用所谓的宾主效应的液晶层，其为其中二色性染料客体根据液晶化合物(下文中，可以称为液晶主体)的对准方向而对准的液晶层。
取向意指光轴的取向，例如，在液晶化合物呈棒状的情况下，光轴可以意指长轴方向，而在液晶化合物呈盘状的情况下，其可以意指盘形平面的法线方向。另一方面，在包含在任一取向状态下具有不同光轴方向的复数种液晶化合物的情况下，光轴可以被定义为平均光轴，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。对准方向可以通过以下将描述的能量的施加来调节。
用于液晶层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。术语向列型液晶化合物意指液晶分子相对于位置没有规则性但是全部可以沿分子轴方向有序排列的液晶化合物。这样的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、50℃或更高、60℃或更高、70℃或更高、80℃或更高、90℃或更高、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)的向列型液晶化合物。在一个实例中，清亮点或相变点可以为约160℃或更低、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约3、或大于约7，或者可以小于约-2或小于约-3。
液晶化合物还可以具有约0.01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。
可以用作用于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，并且可以从其中自由地选择液晶化合物。
液晶层包含与液晶主体一起的二色性染料客体。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和/或改变光的材料，术语二色性染料客体可以意指能够在可见光区域的至少一部分或整个范围内吸收光的材料。
作为二色性染料客体，例如，可以选择和使用已知具有可以根据液晶主体的取向状态而对准的特性的已知染料。在一个实施方案中，可以使用偶氮染料或蒽醌染料等作为二色性染料客体，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。
考虑到二色性染料客体的使用目的，可以适当地选择二色性染料客体的二色性比。例如，二色性染料客体的二色性比可以为约5或更大至约20或更小。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。二色性染料客体可以在可见光区域的波长范围内的至少一个波长、一些范围的波长、或全部范围的波长内，例如在约380nm至约780nm或约400nm至约700nm的波长范围内具有二色性比。
考虑到二色性染料客体的使用目的，可以适当地选择液晶层中的二色性染料客体的含量。例如，基于液晶主体和二色性染料客体的总重量，二色性染料客体的含量可以在约0.1重量％至约10重量％的范围内选择。考虑到以下将描述的液晶元件的透射率和二色性染料客体在液晶主体中的溶解度等，可以改变二色性染料客体的比率。
液晶层基本上包含液晶主体和二色性染料客体，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。
液晶元件还可以包括用于保持基础层的第一基础层与第二基础层之间的间隙的间隔件和/或能够在保持第一基础层与第二基础层的间隙的状态下附接第一基础层和第二基础层的密封剂。作为间隔件和/或密封剂的材料，可以使用已知的材料而没有任何特别限制。
液晶元件还可以包括导电层和/或配向膜。图2示例性地示出了根据一个实例的包括导电层和配向膜的液晶元件。如图2所示，液晶元件10可以具有第一基础层11a、导电层13、配向膜14、液晶层12、配向膜14、导电层13和第二基础层11b顺序层合的结构。
导电层13可以形成在第一基础层11a和第二基础层11b中的每一者上。此外，导电层13可以形成在面向液晶层12的表面上。存在于基础层的表面上的导电层13是用于向液晶层12施加电压的结构，可以向液晶层12施加已知的导电层而没有特别限制。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、或金属氧化物例如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的所有类型的导电层。
配向膜14可以存在于第一基础层11a和第二基础层11b的表面上。例如，可以首先在基础层的一侧上形成导电层13，并且可以在其上形成配向膜14。
配向膜14是用于控制包含在液晶层12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。
为了实现如上所述的光轴的取向，可以控制配向膜14的对准方向。例如，形成在彼此相对设置的第一基础层和第二基础层的相应表面上的两个配向膜的对准方向可以彼此形成在约-10度至约10度范围内的角度、在约-7度至约7度范围内的角度、在约-5度至约5度范围内的角度、或在约-3度至约3度范围内的角度，或者可以彼此大致平行。在另一个实例中，两个配向膜的对准方向可以形成在约80度至约100度范围内的角度、在约83度至约97度范围内的角度、在约85度至约95度范围内的角度、或在约87度至约92度范围内的角度，或者可以彼此大致垂直。
由于液晶层的光轴的方向是根据这样的对准方向确定的，因此可以通过检查液晶层的光轴的方向知晓对准方向。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P-2000来测量。
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，并且通常呈膜或片的形式。
液晶元件可以在至少两个或更多个光轴取向状态(例如，第一取向状态与第二取向状态)之间切换。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。即，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，并且在施加电压时，可以切换成另一种取向状态。另一方面，可以根据液晶元件的取向状态调节透射率。在一个实例中，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。
透明模式是其中液晶元件表现出相对高的透射率的状态，黑色模式是其中液晶元件表现出相对低的透射率的状态。
在一个实例中，液晶元件在透明模式下的透射率可以为约20％、25％、30％或更大、35％或更大、40％或更大、45％或更大、或者约50％或更大。另外，液晶元件在黑色模式下的透射率可以小于约20％、小于15％、或小于约10％。
透明模式下的透射率越高越有利，而黑色模式下的透射率越低越有利，使得上限和下限各自没有特别限制。在一个实例中，透明模式下的透射率的上限可以为约100％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％或约60％。黑色模式下的透射率的下限可以为约0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、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液晶元件上的光，沿与入射方向相同的方向透过液晶元件的光(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液晶元件的表面法线的方向入射的光的测量结果(法线透光率)。
在本申请的液晶元件中，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。
如果需要，液晶元件还可以被设计成能够实现除透明模式和黑色模式之外的其他模式。例如，其还可以被设计成能够实现第三模式，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。
本申请的光学装置可以包括第一外基板和第二外基板。第一和第二的表达并不规定前后或上下关系。在一个实例中，液晶元件可以定位在第一外基板与第二外基板之间。例如，如图3所示，在光学装置100中，液晶元件10可以定位在彼此相对设置的第一外基板20与第二外基板20之间。
作为第一外基板20和第二外基板20，例如，可以各自独立地使用无机基板(例如玻璃)或塑料基板。作为塑料基板，可以使用纤维素膜，例如TAC(三乙酰纤维素)或DAC(二乙酰纤维素)；COP(环烯烃聚合物)膜，例如降冰片烯衍生物；丙烯酸类膜，例如Pac(聚丙烯酸酯)或PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))；PC(聚碳酸酯)膜；聚烯烃膜，例如PE(聚乙烯)或PP(聚丙烯)；PVA(聚乙烯醇)膜；PI(聚酰亚胺)膜；PSF(聚砜)膜；PPS(聚苯砜)膜；PES(聚醚砜)膜；PEEK(聚醚醚酮)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；或氟树脂膜等，但不限于此。如有必要，第一外基板20和第二外基板20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，或者功能层例如抗反射层。
如上的第一外基板20和第二外基板20的厚度没有特别限制，并且各自可以为例如约0.3mm或更大。在另一个实例中，厚度可以为约0.5mm或更大、1mm或更大、1.5mm或更大、或者约2mm或更大，并且还可以为约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、或者约3mm或更小。
第一外基板20和第二外基板20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，第一外基板和第二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还可以相同或不同。
在本说明书中，曲率或曲率半径可以以工业中已知的方式来测量，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。
此外，关于第一外基板和第二外基板，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和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。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可以为参考，最小曲率或曲率半径可以为参考，或者平均曲率或平均曲率半径可以为参考。
第一外基板和第二外基板二者的曲率或曲率半径的差可以在约10％以内、9％以内、8％以内、7％以内、6％以内、5％以内、4％以内、3％以内、2％以内或约1％以内。当大曲率或曲率半径为CL以及小曲率或曲率半径为CS时，曲率或曲率半径的差为通过100×(CL-CS)/CS计算的值。此外，曲率或曲率半径的差的下限没有特别限制。由于第一外基板和第二外基板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约0％或更大，或者可以大于约0％。
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迹象。换言之，第一外基板和第二外基板可以沿相同方向弯曲。即，在上述情况下，第一外基板的曲率中心和第二外基板的曲率中心二者均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。
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。在一个实例中，第一外基板和第二外基板各自的曲率半径为约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、或者约900R或更大，或者可以为约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、或者约1,050R或更小。在此，R表示半径为1mm的圆的弯曲程度。因此，在此，例如，100R是半径为100mm的圆的弯曲程度或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。在一个实例中，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。
在一个实例中，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可以为在使用光学装置时在重力方向上设置的基板。
当如上所述控制第一外基板和第二外基板的曲率或曲率半径时，即使由以下描述的粘合膜引起的粘合力降低，作为恢复力和重力的总和的净力也可以起到防止变宽的作用，以及还起到承受与高压釜相同的过程压力的作用。
本申请的光学装置还可以包括偏振器和/或粘合膜。图4示例性地示出了根据一个实例的包括偏振器和粘合膜的光学装置。如图4所示，光学装置100可以具有第一外基板20、粘合膜40、液晶元件10、粘合膜40、偏振器30、粘合膜40和第二外基板20顺序层合的结构。
光学装置还包括定位在第一外基板与第二外基板之间的偏振器。作为偏振器30，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所述方向大致垂直形成的光透射轴的偏振器。
假设在液晶元件10的第一取向状态下实现阻挡状态，可以将偏振器30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)与偏振器的光吸收轴形成的角度为约80度至约100度、或约85度至约95度，或者其为大致垂直的，或者可以将偏振器30设置在光学装置中使得该角度为约35度至约55度、或约40度至约50度、或约45度。
当配向膜的对准方向用作参考时，如上所述形成在第一基础层和第二基础层的每侧上的配向膜的对准方向可以彼此形成在约-10度至约10度范围内的角度、在约-7度至约7度范围内的角度、在约-5度至约5度范围内的角度、或在约-3度至约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与偏振器的光吸收轴形成的角度可以为约80度至约100度、或约85度至约95度，或者可以为大致垂直的。
在另一个实例中，两个配向膜的对准方向可以形成在约80度至约100度范围内的角度、在约83度至约97度范围内的角度、在约85度至约95度范围内的角度、或在约87度至约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与偏振器的光吸收轴形成的角度可以为约80度至约100度、或约85度至约95度，或者可以为大致垂直的。
可以应用于本申请的光学装置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至约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液晶元件，并且可以仅包括一个偏振器。
粘合膜定位在第一外基板与液晶元件之间以及第二外基板与液晶元件之间。如图4所示，粘合膜40可以存在于例如外基板20与液晶元件10之间、液晶元件10与偏振器30之间、以及偏振器30与外基板20之间，并且可以存在于液晶元件10和偏振器30的侧面上，并且适当地存在于所有侧面上。粘合膜定位在第一外基板与液晶元件之间、液晶元件与偏振器之间、以及第二外基板与偏振器之间。
另一方面，位于外基板20与液晶元件10之间、液晶元件10与偏振器30之间、偏振器30与外基板20之间、以及/或者位于液晶元件10和偏振器30的侧面上的粘合膜可以为相同或不同的粘合膜。
粘合膜40可以在将外基板20与液晶元件10、液晶元件10与偏振器30、以及偏振器30与外基板20彼此粘合的同时密封液晶元件10和偏振器30。在本申请中，术语密封(或封装)可以意指用粘合膜覆盖液晶元件和/或偏振器的顶表面。例如，该结构可以通过根据期望的结构层合外基板、液晶元件、偏振器和粘合膜，然后在真空状态下对它们进行压制的方法来实现。
作为粘合膜40，可以使用已知的材料而没有特别限制，并且其可以选自例如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。
如上的粘合膜的厚度没有特别限制，厚度可以例如在约200μm至约600μm左右的范围内。在此，粘合膜的厚度为外基板20与液晶元件10之间的粘合膜的厚度(例如，两者之间的间隙)；液晶元件10与偏振器30之间的粘合膜的厚度(例如，两者之间的间隙)；以及偏振器30与外基板20之间的粘合膜的厚度(例如，两者之间的间隙)。
除以上配置之外，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，例如缓冲层、延迟层、光学补偿层、抗反射层或硬涂层。
制造本申请的光学装置的方法没有特别限制。在一个实例中，光学装置可以通过用于上述封装的高压釜过程来制造。
例如，制造光学装置的方法可以包括以下步骤：通过高压釜过程使用粘合膜将液晶元件和/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。
高压釜过程可以通过根据期望的封装结构在外基板之间布置粘合膜、以及液晶元件和/或偏振器，并对其进行加热/压制来进行。
例如，如图5所示的光学装置可以通过在高压釜过程中对层合体进行加热/压制来形成，在所述层合体中外基板20、粘合膜40、液晶元件10、粘合膜40、偏振器30、粘合膜40和外基板20以此顺序布置，并且粘合膜40还设置在液晶元件10和偏振器30的侧面上。
高压釜过程的条件没有特别限制，例如，该过程可以根据所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、或者约100℃或更高，以及压力为2atm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、或者约170℃或更低左右，过程压力的上限可以为约10atm或更小、9atm或更小、8atm或更小、7atm或更小、或者约6atm或更小左右。
这样的光学装置可以用于各种应用，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、或者用于车辆的天窗等。
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
本申请可以提供这样的光学装置：其能够改变透射率并且具有改善的根据液晶元件与外基板的层合而可能出现的外观缺陷如褶皱。这样的光学装置可以用于各种应用，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、或者用于车辆的天窗。
附图说明
图1至图2是可以用于本申请的光学装置中的液晶元件的示例性截面图。
图3至图5是示出本申请的示例性光学装置的示例性截面图。
图6至图8是在将根据实施例1、实施例2和比较例制造的光学装置应用于高温长期耐久性试验之后通过使用数码相机拍摄的图像。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例和比较例详细描述本申请，但是本申请的范围不受以下实施例限制。
测量外观缺陷的方法
在高压釜过程之后将实施例1、实施例2和比较例中制造的液晶元件封装在第一外基板与第二外基板之间的状态下测量外观缺陷。在将封装在第一外基板与第二外基板之间的液晶元件应用于高温长期耐久性试验(在100℃的温度下保持约168小时)并在室温下放置24小时或更久时，通过确定在光学装置的外观上是否产生褶皱来测量光学装置的外观缺陷。
实施例1
液晶元件
使用抗弯刚度(D)为约5.73*10-3N·m的聚碳酸酯膜(厚度：300μm，制造商：KeiwaCorporation)作为第一基础层和第二基础层，并且在第一基础层和第二基础层中的每一者上沉积ITO(氧化铟锡)至200nm的厚度以形成导电层。在导电层上涂覆水平配向膜(SE-7492，Nissan Chemical Co.,Ltd.)至100nm至300nm的厚度，并使其固化以形成第一配向膜和第二配向膜。
将密封剂施加至第一配向膜的外周，将液晶(MDA 14-4145，由Merck制造)施加至密封剂的内部区域，并且层合第二配向膜以制造液晶元件。所制造的液晶元件的面积为600mm×300mm，以及单元间隙为12μm。
光学装置
将第一外基板、粘合膜、液晶元件、粘合膜、偏振器、粘合膜和第二外基板以此顺序层合，并且还将粘合膜设置在液晶元件的所有侧面上以生产层合体(与第一外基板相比，第二外基板在重力方向上布置)。
使用厚度为约3mm左右的玻璃基板作为第一外基板和第二外基板，其中使用曲率半径为约2,470R的基板(第一外基板)和曲率半径为约2,400R的基板(第二外基板)。另一方面，使用热塑性聚氨酯粘合膜(厚度：约0.38mm，制造商：Argotec，产品名称：ArgoFlex)作为粘合膜。
在约105℃的温度和约2atm的压力下使层合体经受高压釜过程以生产光学装置。
实施例2
以与实施例1中相同的方式生产液晶元件和光学装置，不同之处在于使用抗弯刚度(D)为约8.17*10-4N·m左右的聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度：145μm，制造商：SKCCompany)膜作为液晶元件的第一基础层和第二基础层。
比较例
以与实施例1中相同的方式生产液晶元件和光学装置，不同之处在于使用抗弯刚度(D)为约2.12*10-4N·m的聚碳酸酯膜(厚度：100μm，制造商：Keiwa Co.,Ltd.)作为液晶元件的第一基础层和第二基础层。
图6至图8是耐久性试验之后的光学装置的照片，其中图6是实施例1的装置照片，图7是实施例2的装置照片，图8是比较例的装置照片。由实施例1和2的光学装置可以确定，已经稳定地制造出没有外观缺陷如褶皱的光学装置，而相比之下，由比较例的装置可以确定，产生了外观缺陷如褶皱。

Claims (12)

1.一种光学装置，包括：
第一外基板和第二外基板；
液晶元件，所述液晶元件定位在所述第一外基板与所述第二外基板之间并且具有其中第一基础层、液晶层和第二基础层顺序层合的结构；以及
粘合膜，所述粘合膜定位在所述第一外基板与所述液晶元件之间以及所述第二外基板与所述液晶元件之间，
其中所述第一基础层和所述第二基础层中的一者或更多者的如由以下方程式1表示的抗弯刚度D为2.2*10-4N·m或更大，
[方程式1]
Figure FDA0002807223430000011
在以上方程式1中，D为所述基础层的抗弯刚度，E为所述基础层的杨氏模量，he为所述基础层的厚度，以及υ为所述基础层的泊松比。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一基础层和所述第二基础层各自具有2.2*10-4N·m或更大的如由方程式1表示的抗弯刚度D。
3.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一基础层和所述第二基础层各自具有1*109N/m2至1*1010N/m2的杨氏模量。
4.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一基础层和所述第二基础层各自具有10μm至1,000μm的厚度he。
5.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述第一基础层和所述第二基础层各自独立地为聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜、环烯烃聚合物膜、三乙酰纤维素膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或聚碳酸酯膜。
6.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶层包含二色性染料客体。
7.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶元件包括形成在所述第一基础层和所述第二基础层中的每一者上的导电层。
8.根据权利要求7所述的光学装置，其中所述液晶元件包括形成在所述导电层上的配向膜。
9.根据权利要求1所述的光学装置，其中所述液晶元件能够切换第一取向状态和第二取向状态。
10.根据权利要求1所述的光学装置，还包括定位在所述第一外基板与所述第二外基板之间的偏振器。
11.根据权利要求10所述的光学装置，其中所述粘合膜定位在所述第一外基板与所述液晶元件之间、所述液晶元件与所述偏振器之间、以及所述第二外基板与所述偏振器之间。
12.一种汽车，包括其上形成有一个或更多个开口的车体；以及安装在所述开口上的根据权利要求1至11中任一项所述的光学装置。
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