TW201921706A - 基板及包含此基板的光學裝置 - Google Patents

Abstract

本申請案是有關於一種基板及一種使用此類基板的光學裝置，所述基板上以某一排列狀態設置有間隔物。在本申請案中，多個間隔物依據預定規則而不規則地設置在基板上，使得可以確保整體均勻的光學特性而不造成所謂的波紋現象或類似現象，同時所述間隔物維持所述光學裝置的構造中的均勻單元間隙。

Description

基板

本申請案主張基於2017年7月27日申請的韓國專利申請案第10-2017-0095464號及2018年7月26日申請的韓國專利申請案第10-2018-0087288號的優先權權益，所述申請案的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。

本申請案是有關於一種基板。

已知一種能夠藉由在兩個基板之間設置光調變層來調節光的透射率或顏色的光學裝置。舉例而言，專利文獻1揭露一種所謂的賓主盒（GH盒；guest host cell），已知其應用液晶主體（liqid crystal host）及二向色染料客體（dichroic dye guest）的混合物。

在此類裝置中，所謂的間隔物位於基板之間以維持兩個基板之間的間隔。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1:歐洲專利公開案第0022311號

[ 技術問題 ] 本申請案是有關於一種基板，舉例而言，一種包括間隔物的基板。在本申請案中，一個目的在於提供一種基板，間隔物可以不規則地設置在所述基板上，同時具有規則性以及不規則性，以提供一種不會發生所謂的波紋現象（moire phenomenon）或類似現象並且在所有區域中展現均勻光學特性的光學裝置。

[ 技術解決方案 ] 在本說明書中所提及的物理特性中，除非另外說明，否則當所量測溫度影響結果時，相關物理特性為在室溫下量測的物理特性。術語室溫為未經加熱或冷卻的自然溫度，所述溫度可為例如10℃至30℃範圍內的任何溫度，或約23℃或約25℃左右。另外，除非本文中另外說明，否則溫度的單位為℃。

在本說明書中所提及的物理特性中，除非另外說明，否則當經量測壓力影響結果時，相關物理特性為在室內壓力下量測的物理特性。術語常壓為未經加壓或減壓的自然壓力，其中通常約1個標準大氣壓（atm）被稱為常壓。

本申請案的基板包括基底層及存在於基底層上的間隔物。

可在無特定侷限性的情況下應用在諸如液晶顯示器（liquid crystal display；LCD）的已知光學裝置的構型中的基板中使用的任何基底層來作為基底層。舉例而言，基底層可為無機基底層或有機基底層。玻璃（glass）基底層或類似者可經例示作為無機基底層，以及各種塑膠薄膜或類似者可經例示作為有機基底層。塑膠薄膜可藉由以下例示：三乙醯纖維素（triacetyl cellulose；TAC）薄膜；諸如降冰片烯衍生物的環烯共聚物（cycloolefin copolymer；COP）薄膜；諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)（poly(methyl methacrylate)；PMMA）的丙烯酸薄膜；聚碳酸酯（polycarbonate；PC）薄膜；諸如聚乙烯（polyethylene；PE）或聚丙烯（polypropylene；PP）的聚烯烴薄膜；聚乙烯醇（polyvinyl alcohol；PVA）薄膜；二乙醯基纖維素（diacetyl cellulose；DAC）薄膜；聚丙烯酸酯（polyacrylate；Pac）薄膜；聚醚碸（polyether sulfone；PES）薄膜；聚醚醚酮（polyetheretherketone；PEEK）薄膜；聚苯碸（polyphenylsulfone；PPS）薄膜、聚醚醯亞胺（polyetherimide；PEI）薄膜；聚萘二甲酸乙二酯（polyethylene naphthalate；PEN）薄膜；聚對苯二甲酸乙二酯（polyethyleneterephtalate；PET）薄膜；聚醯亞胺（polyimide；PI）薄膜；聚碸（polysulfone；PSF）薄膜或聚芳酯（polyarylate；PAR）薄膜，及其類似物，但不限於此。

在本申請案的基板中，基底層的厚度亦不受特別限制，其中可取決於應用而選擇適當的範圍。

在本申請案的基板中，多個間隔物存在於基底層上。間隔物可固定至基底層。在此情況下，間隔物可與基底層直接接觸而固定，或若基底層與間隔物之間存在其他層，則其可固定於相關的其他層上。此類其他層包含已知的驅動光學裝置所需的層，且舉例而言，存在下文將描述的電極層。

多個間隔物設置在基底層上，同時具有預定規則性及不規則性。特定而言，就經排列以具有彼此不同的間距而言，基底層上的多個間隔物中的至少一部分呈不規則排列，但就經排列而在區域之間具有根據預定規則測定的實質上相同密度而言是規則的。

如上文所描述，在本申請案的基板中，設置在基底層上的間隔物中的至少一部分經設置以具有彼此不同的間距。

在本文中，當已選擇多個間隔物中的一部分以按其他間隔物不存在於閉合圖形中的狀態來形成閉合圖形時，術語間距可定義為閉合圖形的側邊的長度。另外，除非另外說明，否則間距的單位為微米（µm）。

在一個實例中，閉合圖形的側邊的長度可為至多600微米左右。在另一實例中，閉合圖形的側邊的長度中的最大長度可為小於或等於約550微米、小於或等於約500微米，小於或等於約450微米、或者小於或等於約400微米，或可為大於或等於約300微米、大於或等於350微米、或者大於或等於400微米。

另外，閉合圖形的側邊的長度中的最小長度可為大於或等於約10微米。在另一實例中閉合圖形的側邊的長度中的最小長度可為小於或等於約100微米、小於或等於約90微米、小於或等於約80微米、小於或等於約70微米、或小於或等於約65微米，或可為大於或等於約20微米、大於或等於30微米、或大於或等於40微米。

當本申請案的基板已經由上文間隔排列而應用於產品時，可穩定地維持元件的單元間隙（cell gap），且可防止出現缺陷，諸如污點。

最大或最小長度可藉由使用已知隨機數座標程式，例如CAD、MATLAB或STELLA隨機數座標程式或類似程式獲得。

因此形成的閉合圖形可為三角形、四邊形或六邊形。亦即，當已視情況選擇多個間隔物之中的三個間隔物且使其彼此連接時，形成三角形；當已選擇四個間隔物且使其彼此連接時，形成四邊形；且當已選擇六個間隔物且連接時，形成六邊形。

圖1為四邊形的實例，所述四邊形為藉由視情況選擇存在於基底層上的間隔物（黑圓點）之中的四個間隔物並藉由虛線（點虛線）使其連接而形成的閉合圖形。然而，在測定間距後，因此形成的閉合圖形經形成使得其中不存在間隔物。因此，舉例而言，在間隔物經形成使得其中存在另一間隔物的情況下，如圖2中，在測定間距時排除所述間隔物。

在一個實例中，為因此形成的閉合圖形的三角形、四邊形或六邊形的側邊之中具有相同長度的側邊的數目的比率（%）（就三角形而言，100×(長度相同的側邊的數目)/3；就六邊形而言，100×(長度相同的側邊的數目)/4；且就六邊形而言，100×(長度相同的側邊的數目)/6）可為小於或等於85%。在另一實例中，所述比率可小於或等於84%、小於或等於80%、小於或等於76%、小於或等於67%、小於或等於55%、或小於或等於40%。所述比率的下限不受特別限制。亦即，在一些情況下，由於閉合圖形的全部側邊的長度可能不相同，所述比率的下限可為0%。

如上文所描述，本申請案的間隔物的排列不規則，因為其至少部分具有不同間距，但此不規則性受控於某種規則性。在本文中，所述規則性可意謂間隔物的排列密度在某些區域之間實質上彼此接近。

舉例而言，若多個不規則排列的間隔物的正常間距為P，則當已在基底層的表面上視情況選擇以10P作為單側長度的兩個或超過兩個正方形區域時，存在於每一正方形區域中的間隔物的數目的標準偏差小於或等於2。

圖3為例示性示出以下情況的視圖：視情況選擇以10P作為單側長度的四個正方形區域（圖3中的點線矩形區域）。

在本文中，術語正常間距意謂在實際上不規則地設置在基底層上的多個間隔物因考慮到間隔物的數目及基底層的面積而經置放使得幾乎所有間隔物以相同間距設置的狀態下，鄰近間隔物的中心之間的距離。

已知確認全部上文提及的間隔物經設置以具有相同間距的虛擬狀態的方式，其可藉由使用諸如CAD、MATLAB、STELLA或Excel的隨機數產生程式來達成。

標準偏差（standard deviation）為表示數個間隔物的分散程度的數值，其為藉由分散度的正平方根測定的數值。

亦即，當已在其上形成有間隔物的基底層的表面上視情況指定至少兩個或超過兩個矩形區域且隨後已獲得存在於所述區域中的間隔物的數目的標準偏差時，標準偏差小於或等於2。在另一實例中，標準偏差可為小於或等於1.5、小於或等於1或小於或等於0.5。另外，標準偏差意謂數值越低，所需規則性越容易達成，且因此所述下限不受特別限制，其可為例如0。

在本文中，指定矩形區域的數目不受特別限制，只要其大於或等於2即可，但在一個實例中，所述數目可經選擇作為在基底層的表面上視情況經選擇以免彼此重疊的矩形區域的數目，其限制條件為視情況選擇的區域所佔據的面積為基底層的總面積的大於或等於約10%、大於或等於20%、大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於60%、大於或等於70%、大於或等於80%或大於或等於90%。

形成任意矩形區域的單側的正常間距（P）的範圍可藉由存在於基底層上的間隔物的數目及相關基底層的面積測定，如上文所描述，所述間距不受特別限制，且通常，其可在50微米（µm）至1,000微米的範圍內。在另一實例中，正常間距（P）可為大於或等於約60微米、大於或等於70微米、大於或等於80微米、大於或等於90微米、大於或等於100微米、或大於或等於110微米，且亦可為小於或等於約900微米、小於或等於800微米、小於或等於700微米、小於或等於600微米、小於或等於500微米、小於或等於400微米、小於或等於300微米、小於或等於200微米、或小於或等於150微米。

儘管不受特別限制，但如上存在於視情況選擇的正方形區域中的間隔物的平均數目可為例如約80至150左右。在另一實例中，平均數目可為大於或等於82、大於或等於84、大於或等於86、大於或等於88、大於或等於90、大於或等於92、大於或等於94、大於或等於96、或大於或等於98。而且，在另一實例中，平均數目可為小於或等於148、小於或等於146、小於或等於144、小於或等於142、小於或等於140、小於或等於138、小於或等於136、小於或等於134、小於或等於132、小於或等於130、小於或等於128、小於或等於126、小於或等於124、小於或等於122、小於或等於120、小於或等於118、小於或等於116、小於或等於114、或小於或等於112。

間隔物的平均數目（A）與上文提及的標準偏差（SD）的比（SD/A）可為小於或等於0.1。在另一實例中，所述比可為小於或等於0.09、小於或等於0.08、小於或等於0.07、小於或等於0.06、小於或等於0.05、小於或等於0.04、小於或等於0.03、小於或等於0.02、或小於或等於0.01。所述比（SD/A）可為大於或等於0，或大於或等於約0.005左右。

可視情況改變所述平均數目（A）或所述比（SD/A），且舉例而言，可考慮到透射率、單元間隙及/或應用基板的裝置中所需單元間隙（cell gap）的均勻性及類似因素而改變所述數值。

在另一實例中，當其上形成有不規則設置的間隔物的基底層的表面已劃分成兩個或超過兩個具有相同面積的區域時，每一單元區域中的間隔物的數目的標準偏差可為小於或等於2。

在本文中，標準偏差的含義及其特定實例如上文所描述。

亦即，在所述實例中，當基底層已劃分成至少兩個具有相同面積的區域，且已獲得存在於每一經劃分單元區域中的間隔物的數目的標準偏差時，其標準偏差小於或等於2。在此情況下，每一經劃分單元區域的形狀不受特別限制，只要相關單元區域經劃分以具有相同面積，但其可為例如三角形、正方形或六邊形區域。另外，在另一實例中，以上狀態下的標準偏差可為小於或等於1.5、小於或等於1、或小於或等於0.5，或可為大於或等於0、大於或等於0.5、大於或等於1、或大於或等於1.5。

在本文中，單元區域的數目不受特別限制，但在一個實例中，基底層可劃分成兩個或超過兩個、四個或超過四個、六個或超過六個、八個或超過八個、或十個或超過十個具有相同面積的區域。在本文中，由於經劃分區域的數目越大意謂著維持的間隔物密度越均勻，故經劃分區域的數目的上限不受特別限制。

當已在基板上選擇以正常間距P作為單側的虛擬正方形區域（多個間隔物設置於所述基板上以便同時具有規則性及不規則性）時，存在於相關區域中的間隔物的平均數目可在0至4的範圍內。在另一實例中，平均數目可為小於或等於3.5、小於或等於3、小於或等於2.5、小於或等於2、或小於或等於1.5。而且，在另一實例中，平均數目可為大於或等於0.5。在本文中，其單側長度視情況經指定為正常間距（P）的正方形區域的數目不受特別限制，只要其為兩個或超過兩個即可，但在一個實例中，所述數目可經選擇作為在基底層的表面上視情況經選擇以免彼此重疊的正方形區域的數目，其限制條件為視情況選擇的區域所佔據的面積為基底層的總面積的大於或等於約10%、大於或等於20%、大於或等於30%、大於或等於40%、大於或等於50%、大於或等於60%、大於或等於70%、大於或等於80%或大於或等於90%。

多個間隔物的整體密度可經調節使得間隔物所佔據的面積相對於基底層的總面積的比率為小於或等於約50%。在另一實例中，所述比率可為小於或等於約45%、小於或等於約40%、小於或等於約35%、小於或等於約30%、小於或等於約25%、小於或等於約20%、小於或等於約15%、小於或等於約10%、小於或等於約9.5%、小於或等於9%、小於或等於8.5%、小於或等於8%、小於或等於7.5%、小於或等於7%、小於或等於6.5%、小於或等於6%、小於或等於5.5%、小於或等於5%、小於或等於4.5%、小於或等於4%、小於或等於3.5%、小於或等於3%、小於或等於2.5%、小於或等於2%、或小於或等於1.5%。在另一實例中，所述比率可為大於或等於約0.1%、大於或等於0.2%、大於或等於0.3%、大於或等於0.4%、大於或等於0.5%、大於或等於0.6%、大於或等於0.7%、大於或等於0.8%、大於或等於0.9%、或大於或等於0.95%。

當已藉由以上文形式於基底層上設置多個間隔物而實施光學裝置時，可確保均勻光學特性而不造成所謂的波紋現象，同時所述間隔物維持基板之間的均勻間距（單元間隙（cell gap））。

可在必要時改變各別數值，且舉例而言，可考慮到透射率、單元間隙及/或應用基板的裝置中所需單元間隙（cell gap）的均勻性及類似因素而改變所述數值。

多個間隔物可經排列使得其間隔常態分佈圖表示預定形狀。

在本文中，間隔常態分佈圖為示出作為X軸的間隔物之間的間距以及作為Y軸的所有間隔物之中具有相關間距的間隔物的比率的分佈圖，其中間隔物的比率為在已假設全部間隔物的數目為1時所獲得的比率。

此類分佈圖的實例示出於圖4中。關於本文中的間隔常態分佈圖的描述中的間距亦為三角形、四邊形或六邊形中的側邊的長度，所述形狀為上文提及的閉合圖形。

所述分佈圖可藉由使用已知隨機數座標程式，例如CAD、MATLAB或STELLA隨機數座標程式或類似程式獲得。

在一個實例中，多個間隔物可經設置使得分佈圖中的半高面積（half height area）在0.4至0.95的範圍內。在另一實例中，所述半高面積可為大於或等於0.45、大於或等於0.5、大於或等於0.55、大於或等於0.6、大於或等於0.65、大於或等於0.7、或大於或等於0.85。而且，在另一實例中，所述半高面積可為小於或等於0.9、小於或等於0.85、小於或等於0.8、小於或等於0.75、小於或等於0.7、小於或等於0.65、小於或等於0.6、小於或等於0.55、或小於或等於0.5。

多個間隔物可經排列使得分佈圖中的半高寬（half height width）（FWHM）與平均間距（Pm）的比（FWHM/Pm）小於或等於1。在另一實例中，所述比（FWHM/Pm）可為大於或等於0.05、大於或等於0.1、大於或等於0.11、大於或等於0.12、或大於或等於0.13。而且，在另一實例中，所述比（FWHM/Pm）為小於或等於約0.95、小於或等於約0.9、小於或等於約0.85、小於或等於約0.8、小於或等於約0.75、小於或等於約0.7、小於或等於約0.65、小於或等於約0.6、小於或等於約0.55、小於或等於約0.5、小於或等於約0.45、或小於或等於約0.4。

當已選擇至少80%或大於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、或大於或等於95%的間隔物來形成為上文所描述的閉合圖形的三角形、四邊形或六邊形時，上文提及的平均間距（Pm）為由所選間隔物形成的三角形、四邊形或六邊形的各別側邊的長度的平均值。在本文中，間隔物亦經選擇使得形成的三角形、四邊形或六邊形彼此不會共用頂點。

多個間隔物可經設置使得分佈圖中的半高寬（FWHM）在0.5微米至1,000微米的範圍內。在另一實例中，所述半高寬（FWHM）可為大於或等於約1微米、大於或等於2微米、大於或等於3微米、大於或等於4微米、大於或等於5微米、大於或等於6微米、大於或等於7微米、大於或等於8微米、大於或等於9微米、大於或等於10微米、大於或等於11微米、大於或等於12微米、大於或等於13微米、大於或等於14微米、大於或等於15微米、大於或等於16微米、大於或等於17微米、大於或等於18微米、大於或等於19微米、大於或等於20微米、大於或等於21微米、大於或等於22微米、大於或等於23微米、大於或等於24微米、大於或等於27微米、大於或等於30微米、大於或等於35微米、大於或等於40微米、大於或等於45微米、或大於或等於50微米。在另一實例中，所述半高寬（FWHM）可為小於或等於約900微米、小於或等於800微米、小於或等於700微米、小於或等於600微米、小於或等於500微米、小於或等於400微米、小於或等於300微米、小於或等於200微米、小於或等於150微米、小於或等於100微米、小於或等於90微米、小於或等於80微米、小於或等於70微米、小於或等於60微米、小於或等於50微米、小於或等於40微米、或小於或等於30微米。

多個間隔物可經設置使得間隔常態分佈圖的最大高度（Fmax）為大於或等於0.006且小於1。在另一實例中，所述最大高度（Fmax）可為大於或等於約0.007、大於或等於約0.008、大於或等於約0.009、或大於或等於約0.0095、大於或等於約0.01、或大於或等於約0.015。而且，在另一實例中，所述最大高度（Fmax）可為小於或等於約0.9、小於或等於約0.8、小於或等於約0.7、小於或等於約0.6、小於或等於約0.5、小於或等於約0.4、小於或等於約0.3、小於或等於約0.2、小於或等於約0.1、小於或等於約0.09、小於或等於約0.08、小於或等於約0.07、小於或等於約0.06、小於或等於約0.05、小於或等於約0.04、小於或等於約0.03、或小於或等於約0.02。

當已藉由以此類形式設置多個間隔物以便具有所述間隔常態分佈圖來實施光學裝置時，可確保均勻光學特性而不造成所謂的波紋現象，同時間隔物維持基板之間的均勻間距（單元間隙（cell gap））。

針對待如上設置以便同時具有不規則性及規則性的多個間隔物引入不規則度的概念。在下文中，將描述一種用於設計具有此類形式的間隔物的排列的方法。

為達成同時具有上文提及的規則性及不規則性的間隔物的排列，執行自正常排列狀態開始及重新定位間隔物以具有不規則性的步驟。

在本文中，正常排列狀態為多個間隔物經設置在基底層上以使得可形成全部側邊具有相同長度的等邊三角形、正方形或等邊六邊形的狀態。圖5為間隔物經設置以形成例如正方形的狀態。在此狀態下的正方形的單側的長度P可等於上文提及的正常間距。在此類排列狀態下，基於其中存在一個間隔物的點指定半徑長度與單側的長度P成比例的圓形區域，且設定程式以使得所述一個間隔物可在區域中隨機移動。舉例而言，圖5示意性地示出以下形式：其中設定半徑長度相對於長度P為50%（0.5P）的圓形區域，且間隔物移動至所述區域中的任何點。上文所描述的排列可藉由對至少80%或大於80%、大於或等於85%、大於或等於90%、大於或等於95%或100%（全部間隔物）的間隔物施加此類移動來達成。

在此類設計方法中，變成圓形區域的半徑的長度P的比率可定義為不規則度。舉例而言，在圖5中所示的情況下，不規則度為約50%。

在一個實例中，所述設計方式中的不規則度可為大於或等於約5%、大於或等於約10%、大於或等於約15%、大於或等於約20%、大於或等於約25%、大於或等於約30%、大於或等於約35%、大於或等於約40%、大於或等於約45%、大於或等於約50%、大於或等於約55%、大於或等於約60%、或大於或等於約65%。在一個實例中，不規則度可為小於或等於約95%、小於或等於約90%、小於或等於約85%、或小於或等於約80%。

同時具有上文所描述的不規則性及規則性的排列可藉由以與上文相同的方式設計間隔物的排列並根據所述經設計排列形成間隔物來達成。

在本文中，儘管已例示正常狀態自正方形開始的情況，但正常狀態可為其他圖形，諸如等邊三角形或等邊六邊形，且在此情況下，亦可達成上文所描述的排列。

用於以與上文相同的方式設計間隔物的排列的手段不受特別限制，且可使用已知隨機數座標程式，諸如CAD、MATLAB、STELLA或Excel隨機數座標程式。

舉例而言，在首先以與上文相同的方式設計間隔物的排列之後，可製造具有根據相關設計的圖案的遮罩及類似物，且此類間隔物可藉由使用相關遮罩的微影或壓印方法及類似方法來實施。

此類間隔物的尺寸不受特別限制，其可在已知範圍內進行選擇。舉例而言，所述間隔物可具有在約0.25平方微米（µm² ）至1平方毫米（mm² ）的範圍內的底部橫截面積，且具有在約0.5微米（µm）至1毫米（mm）的範圍內的高度。在另一實例中，所述底部橫截面積可為大於或等於約0.5平方微米、大於或等於0.75平方微米、大於或等於1平方微米、大於或等於5平方微米、大於或等於10平方微米、大於或等於15平方微米、或大於或等於20平方微米，或亦可為小於或等於900000平方微米、小於或等於800000平方微米、小於或等於700000平方微米、小於或等於600000平方微米、小於或等於500000平方微米、小於或等於400000平方微米、小於或等於300000平方微米、小於或等於200000平方微米、小於或等於100000平方微米、小於或等於90000平方微米、小於或等於80000平方微米、小於或等於70000平方微米、小於或等於60000平方微米、小於或等於50000平方微米、小於或等於40000平方微米、小於或等於30000平方微米、小於或等於20000平方微米、小於或等於10000平方微米、小於或等於9000平方微米、小於或等於8000平方微米、小於或等於7000平方微米、小於或等於6000平方微米、小於或等於5000平方微米、小於或等於4000平方微米、小於或等於3000平方微米、小於或等於2000平方微米、小於或等於1000平方微米、小於或等於900平方微米、小於或等於800平方微米、小於或等於700平方微米、小於或等於600平方微米、小於或等於500平方微米、小於或等於400平方微米、小於或等於300平方微米、小於或等於200平方微米、小於或等於100平方微米、小於或等於90平方微米、小於或等於80平方微米、小於或等於70平方微米、小於或等於60平方微米、小於或等於50平方微米、小於或等於40平方微米、或小於或等於30平方微米。

間隔物可使用已知材料及方法形成。在一個實例中，間隔物可藉由包括紫外線可固化樹脂來形成。舉例而言，間隔物可藉由以上文描述的方式設計規則的不規則性並使用根據經設計內含物所設計的遮罩以壓印或微影方法根據所需排列固化紫外線可固化化合物來形成，其中作為紫外線可固化化合物的經固化產物的紫外線可固化樹脂可形成間隔物。可用於形成間隔物的紫外線可固化化合物的具體種類不受特別限制，且舉例而言，可使用（但不限於）丙烯酸酯類聚合物或環氧化物類聚合物以及類似物。

除基底層及間隔物以外，本申請案的基板亦可包括驅動光學裝置所需的其他元件。所述元件眾所周知，且通常，存在電極層。在一個實例中，基板可更包括基底層與間隔物之間的電極層。已知材料可適用於所述電極層。舉例而言，電極層可包括金屬合金、導電化合物或其兩種或超過兩種混合物。此類材料可例示為：金屬，諸如金、CuI；氧化物材料，諸如氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）、氧化銦鋅（indium zinc oxide；IZO）、氧化鋅錫（zinc tin oxide；ZTO）、摻雜有鋁或銦的鋅氧化物、氧化鎂銦、氧化鎳鎢、ZnO、SnO₂ 或In₂ O₃ ；金屬氮化物，諸如氮化鎵；金屬硒化物，諸如硒化鋅；金屬硫化物，諸如硫化鋅；或類似物。透明的正電洞噴射電極層亦可藉由使用Au、Ag或Cu的金屬薄膜及類似物與具有高折射率的透明材料（諸如ZnS、TiO₂ 或ITO）的層合物形成。

電極層可藉由諸如氣相沈積、濺鍍、化學氣相沈積或電化學手段的任何手段形成。亦可以已知方式在無任何特別限制的情況下圖案化電極層，且所述電極層可例如經由已知光微影或一種使用蔽蔭遮罩或類似物的方法加以圖案化。

本申請案的基板可更包括存在於基底層及間隔物上的配向薄膜。

在本文中，形成於基底層及間隔物上的所述配向薄膜的種類不受特別限制，其中已知配向薄膜，例如已知摩擦配向薄膜或光配向薄膜可適用。

於基底層及間隔物上形成配向薄膜及在其上執行定向處理的方法亦是根據已知方法。

本申請案亦有關於一種使用此類基板形成的光學裝置。

本申請案的例示性光學裝置可包括所述基板以及第二基板，所述第二基板與所述基板相對設置且藉由所述基板中的隔片與所述基板維持間隙。

在所述光學裝置中，光調變層可存在於兩個基板之間的間隙中。在本申請案中，術語光調變層可包含所有已知類型的能夠取決於用途改變諸如偏光狀態、透射率、色調及入射光反射率的特性之中的至少一個特性的層。

舉例而言，光調變層為包括液晶材料的層，其可為藉由電壓的開關（on-off）（例如垂直電場或水平電場）在漫射模式與透射模式之間切換的液晶層、在透射模式與阻斷模式之間切換的液晶層、在透明模式與彩色模式之間切換的液晶層、或在不同顏色的彩色模式之間切換的液晶層。

能夠執行以上操作的光調變層，例如液晶層是眾所周知的。一個例示性光調變層為典型液晶顯示器中使用的液晶層。在另一實例中，光調變層亦可為各種類型的所謂的賓主液晶層（guest host liquid crystal layer）、聚合物分散型液晶層（polymer disperse liquid crystal layer）、像素分離型液晶層（pixcel-isolated liquid crystal layer）、懸浮粒子裝置（suspended particle device）或電致變色裝置（electrochromic device）及類似物。

所述聚合物分散型液晶（polymer dispersed liquid crystal；PDLC）層為上位概念，包含像素分離型液晶（pixel isolated liquid crystal；PILC）、聚合物分散型液晶（polymer dispersed liquid crystal；PDLC）、聚合物網路液晶（polymer network liquid crystal；PNLC）或聚合物穩定型液晶（polymer stabilized liquid crystal；PSLC）及類似物。聚合物分散型液晶（PDLC）層可包括例如含有聚合物網路及以自聚合物網路相位分離狀態分散的液晶化合物的液晶區。

光調變層的實施方式或形式不受特別限制，且可取決於用途採用任何已知方法而無任何限制。

另外，必要時，所述光學裝置可更包括額外已知功能層，諸如偏光層、硬塗層及/或抗反射層。

[ 有利效應 ] 本申請案是有關於一種基板及一種使用此類基板的光學裝置，所述基板上以某一排列狀態設置有間隔物。在本申請案中，多個間隔物依據預定規則而不規則地設置在基板上，使得可以確保整體均勻的光學特性而不造成所謂的波紋現象或類似現象，同時所述間隔物維持光學裝置的構造中的均勻單元間隙。

在下文中，本申請案將藉助於實例專門加以描述，但本申請案的範疇不受以下實例限制。

實例 1 .

間隔物排列的設計

按以下方式使用隨機數座標產生程式（CAD）設計具有約10%的不規則度的間隔物排列模式。首先，假設一狀態，其中100個間隔物以127微米的恆定間隔（正常間距）設置在總面積為約10毫米的基底層上，如圖5（正常排列狀態）中所示。此時，個別間隔物的底部的橫截面積為約27微米，且高度為約10微米。隨後，在如圖5中藉由選擇四個間隔物所形成的正方形中，設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.1 P）為基於每一間隔物的正常間距的10%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動以形成一間隔物排列模式。圖6為如上所設計的間隔物排列的實例。如圖6中所示，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊長度中的最小長度為約87微米，且最大長度為約113微米。在圖6中，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為100且標準偏差為約0。此外，當圖6中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為24.1且標準偏差為約1.7。圖7為具有與上文相同的排列的間隔物的間隔常態分佈圖，其中分佈圖中的半高面積為約0.71，半高寬（FWHM）為約14.19，平均間距（Pm）為約127微米，且最大高度（Fmax）為約0.095。

間隔物的形成

使用如下基底層作為所述基底層（圖10中的100）：其中作為電極層的結晶氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）層形成於聚碳酸酯（polycarbonate；PC）薄膜上。儘管間隔物根據形成管柱狀間隔物的習知方法而形成於基底層上，但基板是藉由形成間隔物以使得排列遵循經設計方式而產生的。藉由將因此產生的基板放置於通用商業監測器（monitor）上的方法來評估波紋現象的發生。圖8為確認是否發生上文方法中所評估的波紋現象的結果，且圖9為關於其上根據上文提及的正常排列狀態形成間隔物的基板的量測結果。可自圖8及圖9的結果確認，波紋現象的發生可藉由控制間隔物的排列狀態來抑制。

實例 2.

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為50%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.5P）為正常間距的50%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約36微米，且最大長度為約164微米。

圖10為如上所設計的間隔物排列的實例。如圖10中所示，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，在圖10中，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為100且標準偏差為約0。此外，當圖10中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為24.4且標準偏差為約1.2。圖11為具有與上文相同的排列的間隔物的間隔常態分佈圖，其中分佈圖中的半高面積為約0.68，半高寬（FWHM）為約53.58，平均間距（Pm）為約127微米，且最大高度（Fmax）為約0.019。

圖12為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

實例 3.

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為70%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.7P）為正常間距的70%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約11微米，且最大長度為約189微米。

圖13為如上所設計的間隔物排列的實例。如圖13中所示，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，在圖13中，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為99.5且標準偏差為約0.9。此外，當圖13中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為23.1且標準偏差為約1.7。圖14為具有與上文相同的排列的間隔物的間隔常態分佈圖，其中分佈圖中的半高面積為約0.64，半高寬（FWHM）為約77.09，平均間距（Pm）為約127微米，且最大高度（Fmax）為約0.016。

圖15為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

圖16為關於實例3以與實例1中相同的方式評估是否發生外觀缺陷的相片。

實例 4.

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為70%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.7P）為正常間距的70%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約59微米，且最大長度為約447微米。

如上設計的間隔物排列大致類似於圖13中所示的排列。亦即，如圖13中所示，甚至就實例4而言，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，以圖13中所示的形式，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為99.5，且標準偏差為約0.9。此外，當圖13中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為23.1且標準偏差為約1.7。圖17為具有與上文相同的排列的間隔物的間隔常態分佈圖，其中分佈圖中的半高面積為約0.64，半高寬（FWHM）為約181.42，平均間距（Pm）為約277微米，且最大高度（Fmax）為約0.0061。

圖18為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

圖19為關於實例4以與實例1中相同的方式評估是否發生外觀缺陷的相片。

比較例 1.

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為70%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.7P）為正常間距的70%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約89微米，且最大長度為約616微米。

如上所設計的間隔物排列大致類似於圖13中所示的排列。亦即，如圖13中所示，甚至就比較例1而言，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為99.5且標準偏差為約0.9。此外，當圖13中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為23.1且標準偏差為約1.7。

圖20為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

圖21為關於比較例1以與實例1中相同的方式評估是否發生外觀缺陷的相片，且可自繪圖確認很大程度上產生了外觀缺陷。

比較例 2 .

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為70%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.7P）為正常間距的70%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約119微米，且最大長度為約786微米。

如上所設計的間隔物排列大致類似於圖13中所示的排列。亦即，如圖13中所示，甚至就比較例2而言，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者是不同的。另外，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為99.5且標準偏差為約0.9。此外，當圖27中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為23.1且標準偏差為約1.7。

圖22為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

圖23為關於比較例1以與實例1中相同的方式評估是否發生外觀缺陷的相片，且可自繪圖確認很大程度上產生了外觀缺陷。

比較例 3 .

以與實例1中相同的方式設計間隔物排列，其限制條件為間隔物排列經設計以使得不規則度為70%（設定程式以使得個別間隔物在半徑（0.7P）為正常間距的70%的圓形區域中隨機移動，且使個別間隔物移動）。另外，呈閉合圖形的四邊形的所有側邊的最小長度為約134微米，且最大長度為約872微米。

如上所設計的間隔物排列大致類似於圖13中所示的排列。亦即，如圖13中所示，甚至就比較例3而言，當四個間隔物經選擇以使得呈閉合圖形的四邊形形成於間隔物的排列中，且各側邊的長度經量測時，四邊形的側邊的長度中的至少一者不同。另外，在圖31中，當12個長度為作為單側的正常間距（P）的10倍（10P）的正方形區域經選擇以使得所述區域不會彼此重疊時，每一正方形區域中的間隔物的平均數目為99.5且標準偏差為約0.9。此外，當圖31中所示的基底層的表面經劃分成四個具有相同面積的矩形區域時，每一矩形區域中的間隔物的平均數目為23.1且標準偏差為約1.7。

圖24為使用按上文方式形成的基板以與實例1中相同的方式評估是否發生波紋現象的結果，且可確認如實例1中抑制了波紋現象的發生。

圖25為關於比較例1以與實例1中相同的方式評估是否發生外觀缺陷的相片，且可自繪圖確認很大程度上產生了外觀缺陷。

無

圖1至圖3為用於說明間隔物之間的間距的圖式。 圖4為間隔物的分佈圖的實例。 圖5為用於說明一種實施某一不規則度的方法的圖式。 圖6為示出實例1的間隔物排列的圖式。 圖7為自實例1的排列確認的分佈圖。 圖8為實例1的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖9為正常排列狀態的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖10為示出實例2的間隔物排列的圖式。 圖11為自實例2的間隔物排列確認的分佈圖。 圖12為實例2的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖13為示出實例3的間隔物排列的圖式。 圖14為自實例3的間隔物排列確認的分佈圖。 圖15為實例3的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖16為評估實例3的基板所應用於的裝置的外觀的結果。 圖17為自實例4的間隔物排列確認的分佈圖。 圖18為實例4的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖19為評估實例4的基板所應用於的裝置的外觀的結果。 圖20為比較例1的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖21為評估比較例1的基板所應用於的裝置的外觀的結果。 圖22為比較例2的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖23為評估比較例2的基板所應用於的裝置的外觀的結果。 圖24為比較例3的間隔物排列中的波紋現象的觀測結果。 圖25為評估比較例3的基板所應用於的裝置的外觀的結果。

Claims (15)

1. 一種基板，包括基底層；以及存在於所述基底層上的多個間隔物， 其中視情況選擇所述多個間隔物中的三個間隔物、四個間隔物或六個間隔物，其限制條件為當已選擇所述所選間隔物來形成為閉合圖形的三角形、四邊形或六邊形時，其中不存在其他間隔物，所述間隔物經設置使得所述三角形、所述四邊形或所述六邊形中的側邊長度中的至少一者不同， 當所述多個間隔物的正常間距為P時，單側長度為10P的正方形區域中的所述間隔物的數目的標準偏差小於或等於2，以及 所述三角形、所述四邊形或所述六邊形中的所述側邊的所述長度中的最大長度小於或等於600微米。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板，其中所述正常間距P在50微米至1,000微米的範圍內。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板，其中存在於所述正方形區域中的間隔物的所述平均數目（A）與所述標準偏差（SD）的比（SD/A）小於或等於0.1。
4. 如申請專利範圍第3項所述之基板，其中間隔物的所述平均數目（A）在80至150的範圍內。
5. 一種基板，包括基底層；以及存在於所述基底層上的多個間隔物， 其中視情況選擇所述多個間隔物中的三個間隔物、四個間隔物或六個間隔物，其限制條件為當已選擇所述所選間隔物來形成為閉合圖形的三角形、四邊形或六邊形時，其中不存在其他間隔物，所述間隔物經設置使得所述三角形、所述四邊形或所述六邊形中的側邊長度中的至少一者不同， 當所述基底層的表面已劃分成具有相同面積的兩個或超過兩個區域時，每一單元區域中的所述間隔物的數目的標準偏差小於或等於2，以及 所述三角形、所述四邊形或所述六邊形中的所述側邊的所述長度中的最大長度小於或等於600微米。
6. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述基底層為無機基底層或有機基底層。
7. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中為閉合圖形的所述三角形、所述四邊形或所述六邊形中具有相同長度的側邊的比率小於85%。
8. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述多個間隔物的間隔常態分佈圖的半高面積在0.6至0.75的範圍內。
9. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述多個間隔物的所述間隔常態分佈圖的半高寬（FWHM）與所述間距（P）的比（FWHM/P）小於或等於1。
10. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述多個間隔物的所述間隔常態分佈圖的所述半高寬（FWHM）在0.5微米至1,000微米的範圍內。
11. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述多個間隔物的所述間隔常態分佈圖的最大高度（Fmax）大於或等於0.006且小於1。
12. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述基底層的所述表面上所選的具有作為單側的P的虛擬正方形區域中的間隔物數目在0至4的範圍內。
13. 如申請專利範圍第1項或第5項所述之基板，其中所述多個間隔物所佔據的面積相對於所述基底層的總面積的比率小於或等於50%。
14. 一種光學裝置，包括如申請專利範圍第1項或第5項中任一項之基板以及第二基板，所述第二基板與所述基板相對設置且藉由所述基板中的間隔物與所述基板維持間隙。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光學裝置，其中液晶材料存在於所述基板之間的所述間隙中。