CN114365035B - 光调制装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及光调制装置。在本申请中，本申请可以提供这样的光调制装置：所述光调制装置通过适当地控制间隔件的形状和排列等来适当地保持单元间隙，并且通过有效地控制黑色模式下的全向光泄露而适用于各种应用，同时具有优异的光学特性，包括透射率可变特性和雾度特性等。

Description

光调制装置
技术领域
本申请涉及光调制装置。
背景技术
光调制装置意指能够在至少两种或更多种不同状态之间切换的装置。这样的装置用于例如可穿戴设备(如眼镜或太阳镜的眼部佩戴物等)、移动设备、用于虚拟现实(VR)的装置和用于增强现实(AR)的装置、或者车辆天窗等，其应用逐渐扩大。
光调制装置具有包括两个相对的偏光层10、20以及存在于偏光层之间的光调制层30的结构，如图3中所示。当将膜基材应用于基于这样两个偏光层的光调制装置时，通常将诸如OCA的粘合剂层一起应用于光调制装置以赋予机械优势，以及可以引入分隔物型间隔件来支撑所述装置并保持单元间隙。
在该方面中，专利文献1(KR特许专利公开第2016-0100575号)公开了在一个基底上形成蜂窝状柱状图案并使用粘合剂将其固定至相对的基底的技术。然而，在施加有蜂窝状柱状图案的装置的情况下，存在光泄露的问题，尤其是在黑色模式下。
发明内容
技术问题
本申请涉及光调制装置。本申请的一个目的是提供这样的光调制装置：所述光调制装置通过适当地控制间隔件的形状和排列等而具有优异的光学特性(包括透射率可变特性和雾度特性)，并且通过控制黑色模式下的光泄露而适用于各种应用。
技术方案
本说明书中限定的角度应考虑到诸如制造误差或变化的误差来理解。例如，在本说明书中，术语垂直、平行、正交、水平或任何数值等意指基本上垂直、平行、正交、水平或者在不损害所述目的和效果的范围内的任何数值。例如，在每种情况下，垂直、平行、正交、水平或任何数值可以包括约±3度内的误差、约±2度内的误差、约±1度内的误差、或者约±0.5度内的误差。
在本说明书中提及的物理特性中，除非另有说明，否则当测量温度影响相关的物理特性时，所述物理特性为在室温下测量的物理特性。
在本说明书中，术语室温为未特别加热或降低的自然状态下的温度，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，且约27℃或更低的温度。此外，除非另有说明，否则本说明书中提及的温度的单位为℃。
本申请可以涉及其中顺序形成有上基底、光调制层和下基底的光调制装置。在本说明书中，上基底可以被称为第一基底，下基底可以被称为第二基底。在一个实例中，本申请的上基底可以包括其中在第一表面上形成有粘合剂层或压敏粘合剂层以及第一偏光层附接至第二表面的第一聚合物膜基底，下基底可以包括其中在第一表面上形成有液晶配向膜以及第二偏光层附接至第二表面的第二聚合物膜基底，其中第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底可以被排列成使得各自的第一表面彼此面对。此外，第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间的间隔(单元间隙)可以用间隔件来保持。
在一个实例中，本申请的光调制装置包括顺序形成有第一偏光层102、第一聚合物膜基底101、粘合剂层(或压敏粘合剂层)103、光调制层300、液晶配向膜203、第二聚合物膜基底201和第二偏光层202，其中第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间的单元间隙(G)可以用间隔件400来保持，如图1中所示。
在本申请中，间隔件的形状、排列和/或设置方法可以在能够表现出期望效果的范围内适当地设计。
在一个实例中，本申请的间隔件可以为四边形分隔物间隔件。在本申请中，术语四边形分隔物间隔件意指：作为以分隔物形式形成的间隔件，当从顶部观察间隔件时由分隔物形成的封闭图形形成四边形的间隔件。在本说明书中，这样的四边形分隔物间隔件也可以被称为呈四边形分隔物形式的间隔件。如上所述，发明人已经确定可以在引入间隔件以保持如上第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间的单元间隙的同时通过将间隔件的形状控制为例如四边形分隔物形状来防止光泄露，特别是在黑色模式下。就实现本申请的目的而言，间隔件可以更优选为正方形或矩形分隔物形状。
根据以下待描述的本申请的内容，可以使通过控制间隔件的形状而在黑色模式下的光泄露防止效果和雾度控制效果更大地最大化。
如上所述，当本申请的光调制装置例如通过呈四边形分隔物形式的间隔件来保持第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间的单元间隙时，可以通过进行以下描述的独特排列来提供其中单元间隙被适当地保持并且同时光泄露和雾度在黑色模式下被有效控制等的具有优异的光学特性的光调制装置。
在本申请的光调制装置中，当从顶部观察呈四边形分隔物形式的间隔件时，形成四边形的每一侧边的分隔物可以形成为与第一聚合物膜基底的慢轴、第二聚合物膜基底的慢轴、第一偏光层的吸收轴和/或第二偏光层的吸收轴具有特定的位置关系。
在本说明书中，在限定第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴与第一偏光层和第二偏光层的吸收轴或透射轴之间的角度关系时所使用的术语间隔件的侧边意指形成当从顶部观察四边形分隔物间隔件时确定的形成四边形的每一侧边的分隔物的方向。
在本说明书中，术语聚合物膜基底的慢轴可以意指：作为膜的平面中的任何方向，具有最大面内折射率的方向。例如，当聚合物膜基底为经拉伸的延迟膜基底时，面内方向可以为由聚合物膜基底的MD方向(machine direction，机器方向)和/或TD方向(transversedirection，横向方向)形成的面内方向。
例如，本申请可以涉及这样的光调制装置：第一聚合物膜基底和/或第二聚合物膜基底中的每一者的慢轴与呈四边形分隔物形式的间隔件的每一侧边相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内。例如，当第一聚合物膜基底和/或第二聚合物膜基底中的每一者均为经拉伸的延迟膜基底时，由第一聚合物膜基底和/或第二聚合物膜基底中的每一者的MD方向和/或TD方向形成的面内方向(慢轴)与呈四边形分隔物形式的间隔件的每一侧边可以被排列成相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内。在另一个实例中，第一聚合物膜基底和/或第二聚合物膜基底中的每一者的慢轴与呈四边形分隔物形式的间隔件的每一侧边相互可以在-20度至20度的范围内、在-15度至15度的范围内、在-10度至10度的范围内或者在-5度至5度的范围内，或者相互可以在70度至110度的范围内、在75度至105度的范围内、在80度至100度的范围内或者在85度至95度的范围内。
通过如上排列第一聚合物膜基底和/或第二聚合物膜基底以及呈四边形分隔物形式的间隔件，本申请可以提供其中黑色模式下的光泄露和/或雾度被更有效地控制的光调制装置。
例如，本申请可以涉及这样的光调制装置：第一偏光层和/或第二偏光层中的每一者的吸收轴与呈四边形分隔物形式的间隔件的每一侧边相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内。在本申请的光调制装置中，可以通过如上排列第一偏光层和/或第二偏光层中的每一者的吸收轴以及呈四边形分隔物形式的间隔件来提供使期望效果最大化的光调制装置。
本申请中的呈四边形分隔物形式的间隔件也可以被排列成使得每一侧边与第一偏光层和第二偏光层中的每一者的吸收轴以及第一聚合物膜和第二聚合物膜中的每一者的慢轴相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内。即，在上述结构中，通过将聚合物膜的慢轴、偏光层的吸收轴和呈四边形分隔物形式的间隔件的每一侧边排列成具有这样的关系，单元间隙被适当地保持并且黑色模式下的光泄露和/或雾度被适当地控制，同时上膜基底与下膜基底之间的粘合性优异，由此可以提供能够被用于各种应用的光调制装置。
在本申请中，间隔件可以通过应用用于制造呈分隔物形式的间隔件的通常方法来制造。通常，呈分隔物形式的间隔件可以以使用可固化树脂组合物的方式(例如，压印法等)来制造，并且本申请的间隔件也可以以以上方式来制造。因此，本申请的间隔件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，可以没有特别限制地应用用于形成间隔件而应用的已知类型。这样的树脂组合物通常为可热固化的树脂组合物或者可光固化的树脂组合物例如可紫外固化的树脂组合物。作为可热固化的树脂组合物，可以使用例如有机硅树脂组合物、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。作为可紫外固化的树脂组合物，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。在一个实例中，间隔件可以使用丙烯酸类聚合物(更具体地，基于聚酯的丙烯酸酯聚合物)来形成，但不限于此。在另一个实例中，其也可以使用有机硅聚合物来形成，并且当使用有机硅聚合物形成间隔件时，保留在间隔件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，也可以在其中存在间隔件的基底上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。
在本申请中，可以在不损害本申请的目的的范围内适当地设计呈四边形分隔物形式的间隔件的排列方式，例如，间隔件的间距、线宽和高度以及/或者第一聚合物膜基底或第二聚合物膜基底中的面积比等。
在本申请中，呈四边形分隔物形式的间隔件的间距可以例如在50μm至1000μm的范围内。在本说明书中，术语间距意指当从顶部观察间隔件时确定的四边形的每一侧边的长度。在本说明书中，从顶部观察间隔件的情况意指平行于形成有间隔件的聚合物膜基底的表面的法线方向观察间隔件。当四边形的各个侧边的长度均相同时(即，当四边形为正方形时)，可以将侧边的相同长度定义为间距，而当各个侧边的长度不相同时(例如，当四边形为矩形时)，可以将所有侧边的长度的算术平均值定义为间距。在另一个实例中，间隔件的间距可以为100μm或更大、150μm或更大、200μm或更大、250μm或更大、300μm或更大、或者350μm或更大，或者可以为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、400μm或更小、或者350μm或更小，但不限于此。
在本申请中，呈四边形分隔物形式的间隔件的线宽可以例如在1μm至50μm的范围内。在本说明书中，术语线宽意指当从顶部观察间隔件时，在垂直于分隔物的纵向方向的方向上确定的尺寸。在另一个实例中，间隔件的线宽可以为5μm或更大、10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大、25μm或更大，或者可以为45μm或更小、40μm或更小、35μm或更小、或者30μm或更小，但不限于此。此时，当间隔件没有恒定的线宽时，线宽可以为所测量的最大线宽或最小线宽、或者最大线宽和最小线宽的平均值。
在本申请中，呈四棱柱形式的间隔件的高度可以考虑上基底与下基底之间的间隔来调节。例如，间隔件的高度可以在0.1μm至50μm的范围内。通常，术语间隔件的高度大致匹配光调制层的厚度(单元间隙)，并且意指在如上所述的聚合物膜基底的表面的法线方向上测量的间隔件的尺寸。在另一个实例中，间隔件的高度可以为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，当间隔件没有恒定的高度时，高度可以为所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。
在本申请中，形成在第一聚合物膜基底或第二聚合物膜基底上的呈四边形分隔物形式的间隔件的面积比可以为例如约0.1％至50％。在本说明书中，当聚合物膜基底的面积为A以及其中形成间隔件的面积为B时，术语面积比意指通过将聚合物膜基底的面积(A)中形成有间隔件的面积(B)的比率乘以100而获得的值，即，100×B/A。在另一个实例中，间隔件的面积比可以为1％或更大、2％或更大、3％或更大、4％或更大、5％或更大、6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大、11％或更大、12％或更大、或者13％或更大，或者可以为45％或更小、40％或更小、35％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、或者15％或更小，但不限于此。随着面积比增加，间隔件与粘合剂层或压敏粘合剂层之间的接触面积增加，由此粘合性可以增加，因此可以考虑期望的粘合性来设计面积比。
在本申请中，呈四边形分隔物形式的间隔件中的间距(P)与线宽(W)的比率(P/W)可以在1至30的范围内。在另一个实例中，比率(P/W)可以为2或更大、3或更大、4或更大、5或更大、6或更大、7或更大、8或更大、9或更大、10或更大、11或更大、12或更大、或者13或更大，或者可以为25或更小、20或更小、19或更小、18或更小、17或更小、16或更小、15或更小、或者14或更小。
在本申请中，呈四边形分隔物形式的间隔件中的线宽(W)与高度(H)的比率(W/H)可以在0.5至10的范围内。在另一个实例中，比率(W/H)可以为1或更大、1.5或更大、2或更大、2.5或更大、或者3或更大，或者可以为9或更小、8或更小、7或更小、6或更小、5或更小、或者4或更小。
通过将间隔件的形状控制在这些范围内，可以在有效地确保期望的光调制层中的液晶化合物的取向的同时实现本申请的目的。
通过如上控制间隔件的形状、排列和/或设置，本申请可以提供这样的光调制装置：其中单元间隙被适当地保持并且黑色模式下的光泄露和/或雾度被有效地控制，同时上膜基底和下膜基底的粘合性优异。
在本申请中，术语光调制装置可以意指能够在至少两种或更多种不同光状态之间切换的装置。在此，不同的光状态可以意指透射率、雾度和颜色中的至少一个特性彼此不同的状态。本申请的光调制装置可以至少包括如上用于切换的光调制层。在一个实例中，光调制层可以为产生偏光分量的层。
本申请的光调制层为至少包含液晶化合物的层，其可以意指能够通过施加外部信号等来控制液晶化合物的取向状态的液晶层。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而改变即可。例如，可以使用向列型液晶化合物、近晶型液晶化合物或胆甾醇型液晶化合物作为液晶化合物。此外，液晶化合物可以为例如不具有可聚合基团或可交联基团使得其取向方向可以通过施加外部信号而改变的化合物。
本申请的光调制层还可以包含例如与液晶化合物一起的二色性染料。在本说明书中，术语“染料”可以意指能够强烈地吸收和/或改变在可见光区域内例如在400nm至700nm的范围内的至少一部分范围或所有范围中的光的材料，以及术语“二色性染料”可以意指能够各向异性吸收在可见光区域的至少一部分范围或所有范围中的光的材料。这样的染料已知为例如偶氮染料或蒽醌染料等，但不限于此。
在一个实例中，光调制层为包含液晶和二色性染料的液晶层，其可以为所谓的宾主液晶层(宾主液晶单元，guest host liquid crystal cell)。术语“GHLC层”可以意指这样的功能膜：二色性染料根据液晶的排列而排列在一起以分别关于二色性染料的配向方向和垂直于该配向方向的方向表现出各向异性光吸收特性。例如，二色性染料为光的吸收率随着偏振方向而改变的物质，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，而如果在短轴方向上的偏振光的吸收率大，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，而在染料的短轴方向上振动的偏振光可能被较少地吸收而被透射。在下文中，除非另有说明，否则认为二色性染料为p型染料。
例如，本申请可以涉及这样的装置：其被设计成使得通过调节光调制层中的液晶化合物的排列，初始取向为垂直取向，并且垂直取向状态能够通过施加外部信号而改变成水平取向状态。在此，初始取向为在向光调制层不施加外部信号时的取向状态。
在本说明书中，术语垂直取向为其中光调制层的指向矢(director)或光调制层中的液晶化合物的指向矢基本上垂直于光调制层的平面排列的状态，例如，由作为光调制层中的参考平面的法线的z轴和指向矢形成的角度可以在约80度至100度或者85度至95度的范围内，或者可以为约90度左右。此外，术语水平取向可以意指其中光调制层的指向矢或光调制层中的液晶化合物的指向矢基本上平行于光调制层的参考平面排列的状态，例如，由指向矢和光调制层的参考平面形成的角度可以在约0度至10度或者约0度至5度的范围内，或者可以为约0度左右。
在本说明书中，术语光调制层的指向矢或液晶化合物的指向矢可以意指光调制层的光学轴或慢轴。例如，光学轴或慢轴可以意指当液晶分子呈棒状时的长轴方向，以及可以意指当液晶分子呈盘状形状时的在盘平面的法线方向上的轴，并且当光调制层中包含复数个具有不同指向矢的液晶化合物时，光学轴或慢轴可以意指液晶化合物的指向矢的矢量和。
在一个实例中，光调制层可以被设计成实现扭曲取向模式。在本说明书中，术语扭曲取向模式可以意指其中液晶化合物的指向矢沿着假想的螺旋轴扭曲并且同时取向以形成层的螺旋结构。扭曲取向模式可以在上述垂直或水平取向模式下实现。例如，垂直扭曲取向模式为其中各个液晶化合物在垂直取向状态下沿着螺旋轴扭曲的分层状态，水平扭曲取向模式可以意指其中各个液晶化合物在水平取向状态下沿着螺旋轴扭曲的分层状态。
在扭曲取向模式下，光调制层中的厚度(d)与间距(p)的比率(d/p)可以为例如1或更小。当比率(d/p)超过1时，可能出现诸如指域(finger domain)的问题，因此，如果可能的话，可以将范围调节至以上范围。在另一个实例中，比率(d/p)可以为约0.95或更小、约0.9或更小、约0.85或更小、约0.8或更小、约0.75或更小、约0.7或更小、约0.65或更小、约0.6或更小、约0.55或更小、约0.5或更小、或者约0.4或更小，或者可以为约0.01或更大、约0.1或更大、约0.15或更大、约0.20或更大、约0.25或更大、约0.30或更大、或者约0.35或更大左右。在此，光调制层的厚度(d)可以具有与光调制装置中的单元间隙相同的含义。
扭曲取向模式下的光调制层的间距(p)可以通过使用楔形单元的测量方法来测量，具体地，其可以通过D.Podolskyy等的Simple method for accurate measurement ofthe cholesteric pitch using a“stripe-wedge Grandjean-Cano cell(LiquidCrystals，第35卷，第7期，2008年7月8日，789-791)中描述的方法来测量。
通过如上厚度(d)与间距(p)的比率形成的液晶化合物的取向可以实现跟随其的二色性染料的取向以在垂直取向时有效地吸收从侧面泄露的光，以及在水平取向时使正面的光的吸收最小化。
光调制层还可以包含所谓的手性掺杂剂使得光调制层可以实现扭曲模式。即，光调制层还可以包含手性掺杂剂以及液晶化合物和二色性染料。
可以包含在光调制层中的手性掺杂剂可以没有特别限制地使用，只要其可以诱导期望的旋转(扭曲)而不使液晶性例如向列规整性劣化即可。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。手性掺杂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。手性掺杂剂可以为例如具有1500或更小的分子量的低分子量化合物。作为手性掺杂剂，可以应用市售的手性向列型液晶，例如，由Merck Co.,Ltd.市售的手性掺杂剂液晶S811或者BASF的LC756。
手性掺杂剂的应用比率没有特别限制，只要其可以实现期望的比率(d/p)即可。通常，手性掺杂剂的含量(重量％)通过方程式100/(HTP(helical twisting power，螺旋扭曲力)×间距(nm))来计算，其可以考虑期望的间距(p)以适当的比率来选择。
光调制层可以包含介电常数各向异性为负的液晶化合物，或者光调制层可以表现出以上提及的介电常数各向异性。介电常数各向异性的绝对值可以考虑本申请的目的适当地选择。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//)意指在施加电压使得液晶的指向矢和由所施加电压产生的电场的方向为基本上水平的状态下沿着电场的方向测量的介电常数值，以及垂直介电常数(ε⊥)意指在施加电压使得液晶的指向矢和由所施加电压产生的电场的方向为基本上垂直的状态下沿着电场的方向测量的介电常数值。
液晶层可以包含折射率各向异性(An)在约0.04至0.15的范围内的液晶化合物，或者液晶层可以表现出上述折射率各向异性。本申请中提及的折射率各向异性(Δn)为非寻常折射率(ne)与寻常折射率(no)之差(ne-no)，其可以使用阿贝折射仪来确定，并且具体方式根据以下实施例中公开的方法。在另一个实例中，折射率各向异性(Δn)可以为约0.14或更小、0.13或更小、0.12或更小、0.11或更小、或者0.1或更小，或者可以为0.05或更大、0.06或更大、0.07或更大、0.08或更大、或者0.09或更大。
本申请的光调制层的厚度可以考虑本申请的目的适当地选择。在一个实例中，光调制层的厚度可以为约20μm或更小。通过以这种方式控制厚度，可以实现在透明模式和黑色模式下具有大的透射率差的装置，即，具有优异的透射率可变特性的装置。在另一个实例中，厚度可以为约14μm或更小、13μm或更小、12μm或更小、11μm或更小、10μm或更小、或者9μm或更小，或者可以为1μm或更大、2μm或更大、3μm或更大、4μm或更大、5μm或更大、6μm或更大、或者7μm或更大，但不限于此。
在本申请的光调制装置中，例如，第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底可以设置在光调制层的两侧上。
第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底各自对于波长为550nm的光的面内相位差可以为例如500nm或更大。在另一个实例中，其可以为1000nm或更大、2000nm或更大、3000nm或更大、4000nm或更大、5000nm或更大、6000nm或更大、7000nm或更大、8000nm或更大、9000nm或更大、或者10000nm或更大，或者可以为50000nm或更小、40000nm或更小、30000nm或更小、20000nm或更小、或者15000nm或更小，但不限于此。
在本说明书中，面内相位差可以意指通过以下方程式1计算的值。
[方程式1]
Rin＝d×(nx-ny)
在方程式1中，Rin为面内相位差，d为聚合物膜基底的厚度，nx为聚合物膜基底的在慢轴方向上的折射率，以及ny为在快轴方向上的折射率(其为在与慢轴方向正交的平面方向上的折射率)。
具有如上高延迟的膜在本领域中是已知的，并且这样的膜甚至在制备步骤期间通过高拉伸等引起的机械特性方面表现出高的不对称性以及在光学上大的各向异性。本领域已知的延迟膜的代表性实例可以包括聚酯膜例如PET(聚(对苯二甲酸乙二醇酯))膜等。
在本申请的光调制装置中，第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底可以被包括在所述装置中，使得第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴具有特定的位置关系。在一个实例中，第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底可以被设置成使得它们的慢轴是水平的。
通过对具有这样的面内相位差的第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底进行排列使得聚合物膜基底的慢轴具有以上范围，可以通过上述呈四边形分隔物形式的间隔件等的组合来提供其中在表现出优异的透射率可变效果的同时光泄露被有效地控制的光调制装置。
本申请的第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底可以各自包括例如在聚合物膜基底的一侧上的第一偏光层和/或第二偏光层。在本说明书中，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。在本说明书中，线性偏光层意指这样的情况：其中选择性透射的光为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为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。即，线性偏振器可以具有与平面方向正交的吸收轴或反射轴和透射轴。
偏光层可以为吸收偏光层或反射偏光层。作为吸收偏光层，例如，可以使用其中将碘染色在聚合物拉伸膜例如PVA(PVA在本说明书中意指聚乙烯醇)拉伸膜上的偏光层或者其中将取向状态下聚合的液晶设定为主体并且将根据液晶的取向排列的各向异性染料设定为客体的宾主型偏光层，但不限于此。作为反射偏光层，例如，可以使用被称为DBEF(dualbrightness enhancement film，双亮度增强膜)的反射偏光层或通过涂覆液晶化合物例如LLC(lyotropic liquid crystal，溶致液晶)而形成的反射偏光层，但不限于此。
在一个实例中，第一偏光层和第二偏光层的吸收轴可以被设置成彼此水平或垂直。本申请的光调制装置通过这样的排列控制光泄露和雾度(尤其是在黑色模式下)，由此可以提供能够有效实现暗状态的光调制装置。
例如，本申请的光调制装置在黑色模式下的透射率可以为60％或更小。在本说明书中，该透射率可以意指根据以下评估例1测量的透射率。在另一个实例中，黑色模式下的透射率可以为55％或更小、50％或更小、45％或更小、40％或更小、35％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、15％或更小、10％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、0.39％或更小、0.38％或更小、0.37％或更小、0.36％或更小、0.35％或更小、0.34％或更小、0.33％或更小、0.32％或更小、0.31％或更小、0.30％或更小、0.29％或更小、或者0.28％或更小。在黑色模式下，透射率越低，优点越多，由此在黑色模式状态下的透射率的下限没有特别限制，并且在一个实例中，在黑色模式状态下的透射率的下限可以为约0％。
例如，本申请的光调制装置在透明模式下的透射率可以为20％或更大。在本说明书中，该透射率可以意指根据以下评估例1测量的透射率。在另一个实例中，在透明模式下的透射率可以为约21％或更大、22％或更大、23％或更大、24％或更大、25％或更大、26％或更大、或者27％或更大左右。在透射模式下的透射率越高，优点越多，由此在透射模式状态下的透射率的上限没有特别限制，并且在一个实例中，在透射模式状态下的透射率的上限可以为约100％。
在本申请的光调制装置中，例如，在透明模式状态和黑色模式状态下的透射率差可以为15％或更大、16％或更大、17％或更大、18％或更大、19％或更大、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、或者27％或更大，或者可以为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、40％或更小、35％或更小、或者30％或更小。
透射率可以为例如线性光透射率。线性光透射率可以为与入射方向相同的方向上透射的光相对于入射在光调制装置上的光的比率的百分比。例如，如果装置呈膜或片的形式，则可以将在与膜或片表面的法线方向平行的方向上入射的光中的在与法线方向平行的方向上透过装置的光的百分比定义为透射率。
透射率或反射率可以各自为对于可见光区域中的任一波长例如约400nm至700nm或约380nm至780nm的范围内的任一波长的透射率或反射率，或者对于整个可见光区域的透射率或反射率，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，或者可见光区域中的透射率的平均值或反射率的平均值。在另一个实例中，透射率可以为对于波长为约550nm的光的透射率。
本申请的光调制装置在黑色模式下的雾度也可以为约60％或更小。在另一个实例中，其可以为约55％或更小、约50％或更小、或者约45％或更小，或者可以为约1％或更大、5％或更大、10％或更大、15％或更大、20％或更大、25％或更大、30％或更大、35％或更大、或者40％或更大。此外，本申请的光调制装置在透明模式下的雾度可以为例如在约0.1％至10％的范围内。在另一个实例中，其可以为约0.5％或更大、1.0％或更大、1.5％或更大、1.6％或更大、1.7％或更大、1.8％或更大、或者1.9％或更大，或者可以为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、或者2％或更小。
在本申请中，例如，液晶配向膜可以形成在第二聚合物膜基底的第一表面上。可以使用液晶配向膜来确定液晶在光调制层中的的初始取向。此时，所应用的液晶配向膜的类型没有特别限制，其可以为例如已知的摩擦配向膜或光配向膜。
取向方向在摩擦配向膜的情况下可以为摩擦方向以及在光配向膜的情况下可以为照射的偏振光的方向，其中这样的取向方向可以通过使用线性偏光层的检测方法来确定。例如，在为在扭曲取向模式例如TN(Twisted Nematic，扭曲向列)模式下的本申请的光调制层的情况下，如果线性偏光层设置在一侧上并且在改变偏光层的吸收轴的同时测量透射率，则当吸收轴或透射轴与液晶配向膜的取向方向一致时透射率趋于为低的，其中取向方向可以通过反映所应用的液晶化合物的折射率各向异性的模拟来确定。根据本申请的光调制层的模式确定取向方向的方法是已知的。
在本申请的光调制装置中，例如，粘合剂层或压敏粘合剂层可以形成在第一聚合物膜基底的一侧上。在一个实例中，粘合剂层或压敏粘合剂层可以包含具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂。在本说明书中，术语具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂可以意指对液晶分子具有粘合性(或内聚力)和垂直取向力的材料。
在一个实例中，具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂可以形成在第一聚合物膜基底的表面和第二聚合物膜基底的表面中的至少一者上。根据本申请的一个实例，具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂可以存在于第一聚合物膜基底的一个表面上，以及液晶配向膜可以形成在第二聚合物膜基底的一侧上。
在本申请中，作为具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂，例如，可以使用有机硅粘合剂。作为有机硅粘合剂，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就其表面特性而言可以表现出垂直取向能力，因此可以从已知的有机硅粘合剂或压敏粘合剂中选择合适的类型。例如，可以使用可热固化的有机硅化合物或紫外固化的有机硅化合物。
在本申请的一个实例中，可固化有机硅化合物为加成固化的有机硅化合物，其可以包括(1)在分子中包含两个或更多个烯基的有机聚硅氧烷和(2)在分子中包含两个或更多个键合硅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以下待描述的催化剂的存在下通过加成反应来形成固化产物。
在此，作为构成有机硅固化产物的主要组分的(1)有机聚硅氧烷可以在一个分子中包含至少两个烯基。此时，烯基的具体实例可以包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基等，并且优选前述中的乙烯基，但不限于此。在(1)有机聚硅氧烷中，如上所述的烯基的键合位置没有特别限制。例如，烯基可以键合至分子链的末端和/或键合至分子链的侧链。此外，在(1)有机聚硅氧烷中，除了上述烯基之外还可以包含的取代基的类型可以包括烷基例如甲基、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；卤素取代的烷基例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟苯基；等等，并且优选前述中的甲基或苯基，但不限于此。
(1)有机聚硅氧烷的分子结构没有特别限制，其也可以具有任何形状，例如线性、支化、环状、网状或具有部分支化的线性。在本申请中，特别优选的是具有这样的分子结构中的线性分子结构，但不限于此。同时，在本发明中，就固化产物的硬度和折射率而言，优选使用在分子结构中包含芳族基团例如芳基或芳烷基的有机聚硅氧烷作为(1)有机聚硅氧烷，但没有必要限于此。
本申请中可以使用的(1)有机聚硅氧烷的更具体实例可以包括：在分子链的两端用三甲基硅氧烷基团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团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团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团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团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团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团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R1 2SiO1/2表示的硅氧烷单元和由R1 2R2SiO1/2表示的硅氧烷单元以及由SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由R1 2R2SiO1/2表示的硅氧烷单元和由SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物
包含由R1R2SiO2/2表示的硅氧烷单元和由R1SiO3/2表示的硅氧烷单元或由R2SiO3/2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为除了烯基之外的烃基，具体地为烷基例如甲基、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；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。此外，在此，R2为烯基，其可以具体地为乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基等。
在本发明的一个方面中，(1)有机聚硅氧烷在25℃下的粘度可以为50CP(厘泊)至500000CP(厘泊)，并且优选为400CP至100000CP。如果粘度小于50CP，则有机硅化合物的固化产物的机械强度可能降低，而如果其超过500000CP，则操作特性或可加工性可能降低。
在加成固化的有机硅化合物中，(2)有机聚硅氧烷可以用于使(1)有机聚硅氧烷交联。在(2)有机聚硅氧烷中，氢原子的键合位置没有特别限制，其可以例如键合至分子链的末端和/或侧链。此外，在(2)有机聚硅氧烷中，除了键合硅的氢原子之外还可以包含的取代基的种类没有特别限制，其可以包括例如如(1)有机聚硅氧烷中所提及的烷基、芳基、芳烷基或卤素取代的烷基等，并且在这些中，优选甲基或苯基，但不限于此。
同时，(2)有机聚硅氧烷的分子结构没有特别限制，并且也可以具有任何形状，例如线性、支化、环状、网状、或具有部分支化的线性。在本申请中，特别优选的是具有这样的分子结构中的线性分子结构，但不限于此。
本发明中可以使用的(2)有机聚硅氧烷的更具体实例可以包括：在分子链的两端用三甲基硅氧烷基团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团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团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团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团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团封端的甲基苯基聚硅氧烷，包含由R1 3SiO1/2表示的硅氧烷单元、由R1 2HSiO1/2表示的硅氧烷单元和由SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由R1 2HSiO1/2表示的硅氧烷单元和由SiO4/2表示的硅氧烷单元的有机聚硅氧烷共聚物，包含由R1HSiO2/2表示的硅氧烷单元和由R1SiO3/2表示的硅氧烷单元或由HSiO3/2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为除了烯基之外的烃基，其可以具体地为烷基例如甲基、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；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。
在本申请中，例如，(2)有机聚硅氧烷在25℃下的粘度可以为1CP(厘泊)至500000CP(厘泊)，优选为5CP至100000CP。如果粘度小于1CP，则有机硅化合物的固化产物的机械强度可能降低，而如果其超过500000CP，则操作特性或可加工性可能降低。
在本申请中，(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合适的固化的程度即可。例如，(2)有机聚硅氧烷可以以每包含在如上所述(1)有机聚硅氧烷中的一个烯基0.5至10个键合硅的氢原子的量包含在内。如果键合硅原子的氢原子的数量小于0.5，则可固化有机硅化合物的固化可能不充分地进行，而如果其超过10，则固化产物的耐热性可能降低。同时，在本发明中，从固化产物的硬度和折射率的观点来看，作为(2)有机聚硅氧烷，优选的是使用在分子结构中包含芳族基团例如芳基或芳烷基的(2)有机聚硅氧烷，但没有必要限于此。
在本申请中，加成固化的有机硅化合物还可以包含铂或铂化合物作为用于固化的催化剂。这样的铂或铂化合物的具体实例可以包括铂细粉末、铂黑、铂负载的二氧化硅粉末、铂负载的活性炭、氯化铂酸、四氯化铂、氯化铂酸的醇溶液、铂和烯烃的配合物、铂和烯基硅氧烷例如1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氧烷的配合物、以及包含这些铂或铂化合物的粒径小于10μm的热塑性树脂细粉末(聚苯乙烯树脂、尼龙树脂、聚碳酸酯树脂、有机硅树脂等)，但不限于此。
本发明的加成固化的有机硅化合物中的上述催化剂的含量没有特别限制，以总化合物的重量单位计，所述催化剂可以以例如0.1ppm至500ppm，优选地1ppm至50ppm的量包含在内。如果催化剂的含量小于0.1ppm，则组合物的可固化性可能劣化，而如果催化剂的含量超过500ppm，则经济效率可能降低。
在本申请中，从改善存储稳定性、操作特性和可加工性的观点来看，加成固化的有机硅化合物还可以包含固化抑制剂例如3-甲基-1-丁炔-3-醇、3，5-二甲基-1-己炔-3-醇、苯基丁炔醇等的炔醇；3-甲基-3-戊烯-1-炔、3，5-二甲基-3-己烯-1-炔等的烯炔化合物；1，2，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基环四硅氧烷、1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四己烯基环四硅氧烷和苯并三唑。固化抑制剂的含量可以在不损害本发明的目的的范围内适当地选择，其可以包含在例如基于重量的10ppm至50000ppm的范围内。
在本申请中，作为缩合固化的有机硅化合物，有机硅化合物可以包括例如(a)包含烷氧基的硅氧烷聚合物和(b)包含羟基的硅氧烷聚合物。
本发明中可以使用的(a)硅氧烷聚合物可以为例如由下式1表示的化合物。
[式1]
R1 aR2 bSiOc(OR3)d
在上式中，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，以及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。
在本发明中，由上式1表示的硅氧烷聚合物的如通过凝胶渗透色谱法测量的根据聚苯乙烯的重均分子量可以为1000至100000，优选为1000至80000，更优选为1500至70000。(a)硅氧烷聚合物的重均分子量在以上范围内，由此可以在不引起关于形成经固化的有机硅产物的缺陷例如裂纹的情况下获得良好的固化产物。
在上式1的限定中，一价烃基可以为例如具有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，在上式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。此外，在上式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，甲基或乙基等是优选的，但不限于此。
在本发明中，优选使用上式1的聚合物中的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，羟基可以在不损害本发明的目的的范围内(具体地，在不抑制脱醇反应的范围内)保留。
如上的(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并缩合来生产。该领域的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合适的多官能烷氧基硅烷或氯硅烷，并且也可以使用其来容易地控制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合适的单官能烷氧基硅烷。
作为如上的(a)硅氧烷聚合物，例如，可以使用市售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。同时，在本发明中，从固化产物的硬度和折射率的观点来看，作为(a)有机聚硅氧烷，优选使用在分子结构中包含芳族基团例如芳基或芳烷基的(a)有机聚硅氧烷，但没有必要限于此。同时，作为缩合固化的有机硅化合物中包括的(b)包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。
[式2]
在上式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。
在上式2的限定中，一价烃基的具体类型可以包括例如与如上所述的式1的情况相同的烃基。
在本发明中，上式2的硅氧烷聚合物的如通过凝胶渗透色谱法测量的根据聚苯乙烯的重均分子量可以为500至100000，优选为1000至80000，更优选为1500至70000。由于(b)硅氧烷聚合物具有以上范围内的重均分子量，因此可以在形成经固化的有机硅产物时不引起缺陷例如裂纹的情况下获得良好的固化产物。
如上的(b)硅氧烷聚合物可以例如通过使二烷氧基硅烷和/或二氯硅烷水解并缩合等来生产。该领域的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合适的二烷氧基硅烷或二氯硅烷，并且也可以使用其来容易地控制水解和缩合反应的条件。作为如上的(b)硅氧烷聚合物，可以使用市售的双官能有机硅氧烷聚合物，例如GE ToraySilicone的XC96-723、YF-3800或YF-3804等。同时，在本发明中，从固化产物的硬度和折射率的观点来看，作为(1)有机聚硅氧烷，优选使用在分子结构中包含芳族基团例如芳基或芳烷基的(1)有机聚硅氧烷，但没有必要限于此。
具有垂直取向力的粘合剂或压敏粘合剂的类型没有特别限制，其可以根据预期的用途适当地选择，其中例如，可以适当地选择并使用固体粘合剂(或压敏粘合剂)、半固体粘合剂(或压敏粘合剂)、弹性粘合剂(或压敏粘合剂)或者液体粘合剂(或压敏粘合剂)。固体粘合剂(或压敏粘合剂)、半固体粘合剂(或压敏粘合剂)或者弹性粘合剂(或压敏粘合剂)可以被称为所谓的压敏粘合剂(pressure-sensitive adhesive，PSA)，并且可以在粘合剂(或压敏粘合剂)对象被粘合之前固化。液体粘合剂可以被称为所谓的光学透明树脂(opticalclear resin，OCR)，并且可以在粘合剂(或压敏粘合剂)对象被粘合之后固化。在本申请中，例如，作为具有垂直取向力的PSA型粘合剂或压敏粘合剂，可以使用聚二甲基硅氧烷粘合剂(或压敏粘合剂)或者聚甲基乙烯基硅氧烷粘合剂(或压敏粘合剂)，作为具有垂直取向力的OCR型粘合剂(或压敏粘合剂)，可以使用烷氧基有机硅粘合剂(或压敏粘合剂)，但不限于此。
通过在如上的排列下包括具有这样特性的粘合剂层或压敏粘合剂层，可以提供有效地控制光泄露和/或雾度(尤其是在黑色模式下)从而能够在具有优异的粘合力的同时表现出优异的光学特性的光调制装置。
在本申请的一个实例中，当在第一聚合物膜基底的一侧上形成如上的具有垂直取向力的粘合剂层或压敏粘合剂层时，也可以在第一聚合物膜基底上不形成液晶配向膜。
因此，由具有垂直取向能力的粘合剂或压敏粘合剂形成的液晶化合物和已知垂直配向膜的取向可以实现在垂直取向时有效地抑制光泄露以及在水平取向时使正面的光的吸收最小化。
本申请的光调制装置还可以包括在第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底中的每一者的一侧上的导电层，只要不妨碍本申请的效果即可。在一个实例中，如图2中所示，导电层500可以各自形成在粘合剂层(或压敏粘合剂层)103与第一聚合物膜基底101之间以及液晶配向膜203与第二聚合物膜基底201之间。
导电层可以向光调制层传递合适的电场以切换光调制层的配向。电场的方向可以为竖直方向或水平方向，例如光调制层的厚度方向或平面方向。
导电层可以为例如透明导电层，并且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。
作为其他配置，还可以包括已知的配置，例如硬涂层、抗反射层和包含具有NIR(近红外)截止功能(cut function)的染料的层，只要不妨碍本申请的效果即可。
这样的光调制装置可以应用于各种应用。光调制装置的可适用应用可以例示为包括建筑物、集装箱或车辆的封闭空间中的开口例如窗户或天窗、或者眼部佩戴物等、或者窗户和门、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。
能够应用本申请的光调制装置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身的车辆中，可以安装并使用安装在开口上的光调制装置或车辆天窗。
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使光或新鲜空气进入车辆的内部的作用的装置。在本申请中，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电机驱动，其中天窗的形状、尺寸或样式可以根据预期的用途适当地选择。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车顶)型天窗或太阳能型天窗等，但不限于此。
本申请的示例性天窗可以包括本申请的光调制装置，并且在这种情况下，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。
有益效果
在本申请中，本申请可以提供这样的光调制装置：所述光调制装置通过适当地控制间隔件的形状和排列等来适当地保持单元间隙，并且通过有效地控制黑色模式下的全向光泄露而适用于各种应用，同时具有优异的光学特性包括透射率可变特性和雾度特性等。
附图说明
图1和图2为本申请的示例性光调制装置的示意图。
图3为一个示例性光调制装置的示意图。
图4为示出用于评估折射率各向异性的方法的图。
图5示出实施例1的光调制装置在黑色模式下的光泄露评估结果。
图6示出比较例1的光调制装置在黑色模式下的光泄露评估结果。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例详细地描述本申请，但是本申请的范围不受以下实施例限制。
评估例1：透射率和雾度的评估
在将AC电源连接至上基底和下基底的导电层(图2中的500)中的每一者并驱动时，根据ASTM D1003标准使用雾度计(NDH5000SP，Sekos)测量取决于所施加的电压的透射率和雾度。
具体地，当使波长为380nm至780nm的光入射到积分球中的测量物体上时，入射光被测量物体分成漫射光(DT，漫射光和发射光的总和)和直线光(PT，排除漫射光的从正面方向发射的光)。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，通过以上方法，总透射光(TT)被定义为漫射光(DT)和直线光(PT)之和(DT+PT)，雾度被定义为漫射光(DT)相对于总透射光(TT)的百分比(100×(DT/TT))。总透射光意指总透射率。
评估例2：聚合物膜基底的面内相位差评估
使用Agilent的UV/VIS分光镜8453装置来测量聚合物膜基底的面内相位差(Rin)(基于550nm的波长)。在UV/VIS分光镜中安装两片偏振器使得它们的透射轴彼此正交，并且将聚合物膜基底定位在两片偏振器之间使得其慢轴分别与两个偏振器的透射轴形成45度，然后测量根据波长的透射率。从根据波长的透射率图中获得各个峰的相位延迟量级。根据波长的透射率图中的波形满足以下方程式A，并且正弦波形中的最大峰(Tmax)条件满足以下方程式B。在方程式A中的λmax的情况下，由于方程式A的T与方程式B的T相同，因此将方程式展开。由于还针对n+1、n+2和n+3展开方程式，排列n和n+1方程式以消除R，并将n排列成λn和λn+1方程式，因此导出以下方程式C。由于基于方程式A的T与方程式B的T相同的事实可以知晓n和λ，因此获得针对λn、λn+1、λn+2和λn+3中的每一者的R。获得根据4个点的波长的R值的线性趋势线，并计算针对方程式550nm的R值。线性趋势线的函数为Y＝ax+b，其中a和b为常数。在用550nm代替函数的x时的Y值为对波长为550nm的光的Rin值。
[方程式A]
T＝sin2[(2πR/λ)]
[方程式B]
T＝sin2[((2n+1)π/2)]
[方程式C]
n＝(λn-3λn+1)/(2λn+1+1-2λn)
在此，R意指面内相位差(Rin)，λ意指波长，以及n意指正弦波形的波节度(nodaldegree)。
评估例3：光调制层的厚度评估
由于光调制层的厚度(单元间隙)大致与间隔件的高度一致，因此使用测量装置(Optical Profiler，Nano System，Nano View-E1000)检测间隔件的高度，由此获得光调制层的厚度(单元间隙)。
评估例4：光调制层的折射率各向异性评估
使用阿贝折射仪以以下方式评估光调制层的折射率各向异性(Δn)。通过将垂直配向膜涂覆在阿贝折射仪的测量棱镜和照明棱镜表面上以及将待测量的液晶化合物涂覆在测量棱镜上，然后用照明棱镜将其覆盖，通过两个界面的垂直取向力使液晶化合物垂直取向。在以上过程中应用的液晶化合物仅为在不与其他材料例如二色性染料混合的情况下应用于光调制层的液晶化合物。
然后，如图4中所示，当将线性偏振器施加至目镜侧(毛面的)并用待观察的光照射时，可以获得如图4中所示的θe和θo，并且可以通过测量棱镜的折射率(np)和角度(θe和θo)获得非寻常折射率(ne＝npsinθe)和寻常折射率(no＝npsinθo)，其中可以将差值(ne-no)定义为折射率各向异性。测量时的参考波长为约550nm。
实施例1.
作为第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底，使用经拉伸的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜基底(厚度：145μm，制造商：SKC)来制造装置。PET膜基底对于波长为550nm的光的面内相位差为约10000nm至15000nm。
首先，在第一聚合物膜基底的一侧上沉积ITO(氧化铟锡)膜(导电层)，然后在ITO膜上棒涂有机硅压敏粘合剂(Shinetsu，KR3700)，然后使其在约100℃下固化100分钟以形成厚度为约10μm的压敏粘合剂层(第一基底)。
首先，在第二聚合物膜基底的一侧上沉积ITO(氧化铟锡)膜(导电层)，并且在ITO膜上形成用于保持单元间隙的呈正方形分隔物形式的间隔件(间距：350μm，高度：8μm，线宽：25.2μm，面积比：13.9％)。此时，当从顶部观察间隔件时，作为由分隔物形成的封闭图形的正方形的每一侧边被设置成与第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴水平或垂直。此后，形成厚度为约100nm的基于聚酰亚胺的垂直配向膜(SE-5661LB3，Nissan)用于光调制层(液晶层)的初始取向控制，然后用摩擦布进行摩擦。此时，将摩擦方向设定为与第二聚合物膜基底(第二基底)的慢轴水平。
随后，将第一基底的压敏粘合剂层和第二基底的配向膜设置成彼此面对(单元间隙：8μm)，并在其中注入液晶材料，然后通过层合过程制造装置。作为液晶材料，使用手性掺杂剂(S811，Merck)与折射率各向异性(Δn)为约0.094和平均折射率为1.58的具有负介电常数各向异性的液晶化合物(SHN-7002XX T12，JNC)混合的组合物。此时，相对于100重量份的液晶化合物，混合约0.5重量份的手型掺杂剂，使得手性间距为约20μm左右。
随后，将第一偏光层附接至第一聚合物膜基底的其上未形成ITO膜(导电层)的表面，并将第二偏光层附接至第二聚合物膜基底的其上未形成ITO膜(导电层)的表面。作为第一偏光层和第二偏光层，使用通过将碘吸附到PVA膜上经由高温/拉伸而制备的普通PVA偏光层。
进行排列使得第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴方向彼此平行，第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴与第一偏光层的吸收轴彼此平行，第二偏光层的吸收轴与第一偏光层的吸收轴垂直。
作为结果，形成包括如下结构的光调制装置：第一偏光层/第一聚合物膜基底/ITO膜/压敏粘合剂层/光调制层(液晶层)/配向膜/ITO膜/第二聚合物膜基底/第二偏光层。
对如上形成的实施例1的光调制装置评估在黑色模式下的光泄露，并且结果示于表1和图5中。
比较例1.
以与实施例1中相同的方式制造光调制装置，不同之处在于在形成在第二聚合物膜基底上的ITO膜(导电层)上形成呈正六边形形式的蜂窝状间隔件(间距：379μm，高度：8μm，线宽：26.5μm，面积比：13.5％)。在这种情况下，当从顶部观察间隔件时，将由形成正六边形的侧边中的每一者、第一偏光层和第二偏光层的吸收轴、以及第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴形成的角度设定为约30度或60度。
对如上形成的比较例1的光调制装置评估在黑色模式下的光泄露，并且结果示于表1和图6中。
比较例2.
以与实施例1中相同的方式制造光调制装置，不同之处在于当从顶部观察形成在第二聚合物膜基底的一侧上的呈正方形分隔物形式的间隔件时，作为由分隔物形成的封闭图形的正方形的每个侧边被设置成与第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴形成30度或60度。
对如上形成的比较例2的光调制装置评估在黑色模式下的光泄露，并且结果示于表1中。
比较例3.
以与实施例1中相同的方式制造光调制装置，不同之处在于当从顶部观察形成在第二聚合物膜基底的一侧上的呈正方形分隔物形式的间隔件时，作为由分隔物形成的封闭图形的正方形的每个侧边被设置成与第一聚合物膜基底和第二聚合物膜基底的慢轴形成45度。
对如上形成的比较例3的光调制装置评估在黑色模式下的光泄露，并且结果示于表1中。
如下表1对实施例和比较例的光调制装置测量的在黑色模式和透明模式下的雾度和透射率进行比较。
[表1]
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Claims (15)

1.一种光调制装置，包括：第一聚合物膜基底，其中在第一表面上形成有粘合剂层或压敏粘合剂层并且在第二表面上设置有第一偏光层，和第二聚合物膜基底，其中在第一表面上形成有液晶配向膜并且在第二表面上设置有第二偏光层，其中
所述第一聚合物膜基底和所述第二聚合物膜基底被设置成使得各自的第一表面彼此面对，以及在相对设置的第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间存在包含液晶化合物的光调制层，以及
相对设置的第一聚合物膜基底与第二聚合物膜基底之间的间隔通过四边形分隔物间隔件来保持，以及所述第一聚合物膜基底和所述第二聚合物膜基底中的每一者的慢轴与所述四边形分隔物间隔件的每一侧边相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内，
其中所述四边形分隔物间隔件指的是，作为以分隔物形式形成的间隔件，当从顶部观察所述间隔件时由所述分隔物形成的封闭图形形成四边形的间隔件。
2.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述间隔件为正方形或矩形分隔物间隔件。
3.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述第一偏光层和所述第二偏光层中的每一者的吸收轴与所述四边形分隔物间隔件的每一侧边相互在-25度至25度的范围内或者在65度至115度的范围内。
4.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述第一偏光层和所述第二偏光层的吸收轴彼此垂直。
5.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述第一聚合物膜基底和所述第二聚合物膜基底的所述慢轴彼此水平。
6.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述第一聚合物膜基底和所述第二聚合物膜基底各自对于波长为550nm的光的面内相位差为500nm或更大。
7.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述光调制装置被设计成使得所述光调制层中的所述液晶化合物的初始取向为垂直取向，并且垂直取向状态能够通过施加外部信号而被改变成水平取向状态。
8.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述光调制层还包含手性掺杂剂。
9.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述光调制层的厚度为20μm或更小。
10.根据权利要求1所述的光调制装置，其中所述粘合剂层或所述压敏粘合剂层包含具有垂直取向力的粘合剂。
11.根据权利要求10所述的光调制装置，其中所述具有垂直取向力的粘合剂为有机硅粘合剂。
12.根据权利要求10所述的光调制装置，其中所述具有垂直取向力的粘合剂为固体粘合剂、半固体粘合剂、弹性粘合剂或液体粘合剂。
13.根据权利要求1所述的光调制装置，其中在所述第一聚合物膜基底上不形成液晶配向膜。
14.根据权利要求1所述的光调制装置，其中在所述粘合剂层或所述压敏粘合剂层与所述第一聚合物膜基底之间以及在所述液晶配向膜与所述第二聚合物膜基底之间各自形成有导电层。
15.一种车辆，包括其中形成有一个或更多个开口的车身；和安装在所述开口上的根据权利要求1所述的光调制装置。
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