TW202040244A - 可切換窗元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種具有層結構之可切換窗元件(10)。該層結構包含可切換層(20)、兩個偏振器及兩個光學延遲器，其中在可切換層(20)之前，在光學路徑(40)中配置第一偏振器及第一光學延遲器，且在可切換層(20)之後，在光學路徑(40)中配置第二偏振器及第二光學延遲器。此外，該可切換層(20)為包含液晶介質之豎直配向液晶層，其中該可切換層(20)之厚度d與該液晶介質之光學各向異性Δn之乘積在0.05 µm至3.0 µm範圍內，且該液晶介質之清澈點為至少70℃。 本發明之其他態樣係關於可切換窗元件之用途，其係用作建築物或車輛之窗。

Description

可切換窗元件
本發明係關於包含可切換層之可切換窗元件。本發明之其他態樣係關於此類可切換窗元件用於建築物或車輛作為窗口之用途。
包含可切換窗元件之智慧型窗允許藉助於控制信號通過窗控制光透射。該等智慧型窗為此項技術中已知的。
R. Baetens 等人「Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review」, Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) 第87-105頁之綜述文章描述可著色智慧型窗。智慧型窗可利用用於調變光之透射率之數種技術，諸如基於電致變色之裝置、液晶裝置及電泳或懸浮粒子裝置。基於液晶之裝置採用藉由施加引起改變其透射率之電場而發生之液晶分子在兩個導電電極之間之定向的變化。
當窗元件用作建築物或車輛中之窗時，期望其光之透射為均勻的且不視視角而定。
Seung-Hoon Ji及Gi-Dong Lee (2008)之文章「An optical configuration for vertical alignment liquid crystal cell with wide viewing angle」, Journal of Information Display, 9:2, 22-27, DOI:10.1080/15980316.2008.9652054揭示用於包含延遲板之組合之顯示器之豎直配向液晶單元的光學組態。在豎直配向液晶層之前及之後在光學路徑中配置延遲板。延遲板補償相分散以使得減少漏光且獲得寬視角。
EP 3 260 913 A1揭示包含偏振層及切換層之光學切換裝置。切換層包含液晶材料及二向色染料化合物。切換層包含亮態及暗態。
本發明之一目標為提供窗口元件，其中光通過窗元件之透射對視角具有降低之依賴性。
提出具有層結構之可切換窗元件。該層結構包含可切換層、兩個偏振器及兩個光學延遲器，其中在該可切換層之前，在光學路徑中配置第一偏振器及第一光學延遲器，且在該可切換層之後，在該光學路徑中配置第二偏振器及第二光學延遲器。此外，該可切換層為包含液晶介質之豎直配向液晶層，其中該可切換層之厚度d與該液晶介質之光學各向異性Δn之乘積在0.05 µm至3.0 µm範圍內，且該液晶介質之清澈點為至少70℃。
可切換窗元件較佳包含光由可切換窗元件吸收之暗態及光可以通過可切換窗元件透射之亮態。狀態之間之切換藉由將電場施加至可切換層來達成。
在一些實施例中，亮態可視情況經組態為尤其在所施加電場之存在下液晶介質在0°至360°之範圍內扭轉之模式。液晶介質可視情況包含一或多種對掌性化合物，尤其一或多種對掌性摻雜劑。
較佳地，可見光通過可切換窗元件之總透射τv 在0%至47%之範圍內為可切換的，且在2%至37%之範圍內為更佳的。在亮態下，可見光通過可切換窗元件之透射τv 較佳優於20%，且更佳優於25%。在暗態下，可見光通過可切換窗元件之透射較佳小於5%，更佳小於2%且尤其較佳小於1%。可見光之波長為380至780 nm。可見光之透射τv 根據EN 410:2011-04量測。
有利地，可切換窗元件對視角具有降低之依賴性，其尤其可使暗態下之非所需漏光或非所需色彩位移降至最低或甚至預防暗態下之非所需漏光或非所需色彩位移降。
可切換層為豎直配向液晶層。液晶介質之分子垂直於基板表面配向，且藉由施加垂直於平面之電場來與層結構之平面平行切換。液晶介質具有負介電各向異性，其垂直於電場配向。
具有負介電各向異性之適合液晶介質之實例在EP 1 378 558 A1中給出。液晶介質可包括添加劑。特定言之，液晶介質較佳包括濃度為至少5 ppm之抗氧化劑。
此外，對於波長為589.3 nm之光，液晶介質之光學各向異性(Δn)較佳為0.03至0.3，且尤其較佳為0.04至0.27。同樣，液晶材料之介電各向異性Δ∈較佳為-0.5至-20，較佳為−1.5至−10。
可切換層之厚度d與液晶介質之光學各向異性Δn之乘積在0.05 µm至3.0 µm之範圍內，較佳在0.2 µm至0.4 µm之範圍內。舉例而言，乘積為0.3 µm。
除非另外明確陳述，否則所有物理特性及物理化學或電光學參數係藉由通常已知之方法測定，特定言之根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, Status 1997年11月, Merck KGaA, Germany測定，且針對20℃之溫度給出。
在上文及下文中，Δn表示光學各向異性，其中Δn = ne - no ，且Δε表示介電各向異性，其中Δε = ε‖ - ε⊥ 。介電各向異性Δε在20℃及1 kHz下測定。在20℃及波長589.3 nm下測定光學各向異性Δn。
切換層之液晶介質在可切換窗元件之操作溫度下較佳具有向列相。向列液晶尤其較佳地在+−20℃高於及低於可切換窗之操作溫度之範圍內，極尤其較佳在+−30℃高於及低於可切換窗之操作溫度之範圍內。可切換窗元件之操作溫度較佳為-20℃至70℃。
此外，液晶介質之清澈點較佳在70℃至170℃之範圍內，較佳高於80℃，更佳高於100℃，尤其較佳高於105℃，極尤其較佳高於110℃，且最佳高於115℃。較高澄清點為甚至更佳的，尤其清澈點高於120℃，且更佳為130℃。清澈點標誌發生自向列液晶態至各向同性態之相轉移之溫度。
澄清點，尤其向列相與各向同性相之間的相轉移溫度可藉由通常已知之方法，例如使用Mettler烘箱或偏振顯微鏡下之熱台來量測及測定，且本文中較佳使用Mettler烘箱測定。
第一及第二偏振器較佳經組態為其透射第一線性偏振之光且吸收及/或反射各別正交第二線性偏振之光的線性偏振器。適合偏振器例如可購自Polatechno Co., Ltd.。
在可切換窗元件之第一組態中，第一及第二偏振器相對於彼此具有相同定向，以使得其均透射相同線性偏振之光。在可切換窗元件之第二組態中，第一及第二偏振器相對於彼此以交叉組態進行組態，以使得藉由第一偏振器透射之線性偏振由第二偏振器吸收及/或反射，且反之亦然。
當不施加電壓且因此不施加電場時，液晶介質之垂直定向不影響透射光之偏振平面，以使得亮態針對可切換窗元件之第一組態產生(通常為亮的)，且暗態針對可切換窗元件之第二組態產生(通常為暗的)。
較佳地，若需要窗元件之亮態作為故障安全態，則選擇第一組態，且若需要窗元件之暗態作為故障安全態，則較佳選擇第二組態。當不施加電壓且因此不施加電場時，可切換窗元件處於故障安全態。
在豎直配向液晶層之前及之後在光學路徑中配置光學延遲器。光學延遲器補償相分散，以使得尤其在暗態下之漏光減少，且獲得透射對視角之低依賴性。原理上，光學延遲器具有慢軸，且具有與慢軸平行之偏振之經線性偏振光相對於正交線性偏振光延遲。
較佳地，第一光學延遲器及/或第二光學延遲器經組態為具有包含光學各向同性基板及延遲層之層結構的第一/第二延遲元件。另外，第一及/或第二延遲元件可分別包括第一/第二偏振層，以使得形成組合偏振及延遲元件。
光學各向同性基板較佳係選自玻璃或透明聚合物。適合玻璃之實例包括例如鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃、化學韌化玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃及鹼石灰玻璃。適合透明聚合物之實例包括聚碳酸酯(PC)、環烯烴聚合物(COP)、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚醯亞胺及聚萘二甲酸伸乙酯(PEN)。
可替代地，第一光學延遲器及/或第二光學延遲器經組態為具有較佳包含光學各向異性基板及延遲層之層結構之第一/第二延遲元件。
在一替代變化形式中，第一光學延遲器及/或第二光學延遲器較佳由光學各向異性基板組成。
光學各向異性基板之用途為有利的，因為基板可用於提供機械穩定性及補償單一元件中之相分散。
適合光學各向異性基板之實例包括聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、三乙酸纖維素(TAC)及聚碳酸酯(PC)。聚合物之各向異性光學特性可以例如藉由引起聚合物中大分子鏈之較佳定向的機械雙軸拉伸獲得。
在另一實施例中，亦有可能使用具有極大雙折射率之各向異性基板，以使得其呈現準各向同性光學行為。
在第一及/或第二延遲元件包含光學各向同性或各向異性基板或由光學各向同性或各向異性基板組成之實施例中，延遲元件之各別基板較佳亦充當液晶單元之基板，且光學各向同性(各向異性)基板面向單元間隙。延遲元件中延遲層及基板層作為層結構之任何排序皆為可能的。此外，延遲元件之不同實施例可以在可切換窗元件中組合，其中例如第一延遲元件包含光學各向同性基板，且第二延遲元件包含光學各向異性基板。
若無基板以可切換窗元件之延遲元件或另一功能元件之部分之形式提供，則較佳提供形成液晶單元之兩個光學各向同性基板。
較佳地，第一延遲元件及/或第二延遲元件之平面外延遲Rth之絕對值為1 nm至1000 nm，較佳為50 nm至500 nm。另外地或可替代地，延遲元件之平面內延遲Re之絕對值為1至300 nm，較佳為5 nm至70 nm。
精確平面外及/或平面內延遲較佳在此等範圍內選擇，以使得補償穿過層結構之一或多個層及/或元件之光的相分散。特定言之，較佳設定第一及第二光學延遲器之平面外延遲及平面內延遲，以使得針對設定為亮態之可切換層，穿過第一偏振器層、第一光學延遲器、可切換層及第二光學延遲器之光經線性偏振，其中偏振與第二偏振器之定向平行。在可切換層經設定為暗態之情況下，穿過第一偏振器層、第一光學延遲器、可切換層及第二光學延遲器之光經線性偏振，其中偏振與第二偏振器之定向正交。
延遲元件或延遲層之Re及Rth值可例如藉由使用自動雙折射分析儀測定。此類自動分析儀例如可以商標名Oji Scientific Instruments之KOBRA-21ADH獲得。延遲之分析較佳在590 nm之波長下進行。
所需延遲可藉由量測層結構之各別層/元件之相分散測定。另外地或可替代地，層結構之模型可用於計算補償相分散之所需Re及Rth值。
層結構之若干功能層可以組合元件提供。舉例而言，偏振器及光學延遲器可以提供偏振器及光學延遲器之功能性之組合元件形式提供。
此外，基板層，尤其光學各向同性基板層可以與偏振器及/或光學延遲器分開提供。特定言之，可能提供偏振器及光學延遲器作為組合元件，其隨後應用於液晶單元之光學各向同性基板。
在一較佳實施例中，在可切換窗元件中，可將一或多個抗反射塗層塗覆於所提供層及/或基板中之一或多者上以使非所需光反射減少及降至最低。
為形成液晶單元，可切換層夾在界定單元間隙之兩個基板層之間。該等基板較佳為光學透明的，且可為剛性或可撓性的。較佳地，層結構之功能層或元件中之一者充當基板層。舉例而言，光學延遲器及/或偏振器可以充當基板。配置兩個基板以使得單元間隙在兩個基板之間形成。單元間隙較佳在1 µm與35 µm寬之間，且更佳在2 µm與30 µm之間。可切換層位於單元間隙內部。因此，可切換層之厚度d較佳在1 µm與35 μm之間。
為維持可切換層之適當厚度d，間隔物可包括在可切換層之單元間隙內。通常，間隔物具有直徑在單元間隙範圍內之球形形狀。舉例而言，可使用由聚合物或玻璃製成之具有預定直徑之球形形狀的非導電間隔物。在一些實施例中，提供黏性間隔物(亦即，具有一些固有黏著特徵以較佳黏附於表面的間隔物)可為有用的。亦可適用於使用黑色間隔物，例如以避免或最小化非所要漏光。在一些實施例中，使用黑色及黏性之間隔物可為尤其有益的。可替代地，可藉由其他適合構件，例如藉由使用管柱間隔物設定或維持單元厚度。亦可形成管柱間隔物以得到區室，由此視情況允許自由可切割之結構。在一些實施例中，可切換層可因此包含各自含有液晶介質之例如使用矩形或蜂巢式結構分隔之區室。
與可撓性基板組合，較薄可切換層較佳，因為塗覆較薄可切換層產生更穩定裝置，特定言之，間隔物相對於基板層之非所要移動不太易於出現。
為向可切換層施加電場，較佳提供兩個電極。藉由向電極施加電壓，例如藉助於驅動信號在兩個電極之間產生電場。較佳地，電極為透明電極層，其中可切換層配置於兩個透明電極層之間。可包括驅動信號產生器及電纜之電源設備可用於向電極供應電壓。
透明電極係例如基於氧化銦錫(ITO)之薄層。電極較佳施加至兩個基板，且經配置以使得透明電極面向彼此。
較佳地，可切換窗元件之層結構按以下順序包含第一偏振器層、第一延遲元件、第一電極層、第一配向層、可切換層、第二配向層、第二電極層、第二延遲元件及第二偏振器層。
較佳地，第一配向層及/或第二配向層為垂直配向層。垂直配向層較佳為基於聚醯亞胺之層。
在豎直配向液晶層中，液晶分子經定向以使得引向器垂直於或基本上垂直於層結構之平面。較佳地，設定液晶層之配向之小預傾斜角(例如1°至2°)以使得例如藉由獲得88°至89°之定向角，垂直配向略微偏離90°。預傾斜角可藉助於配向層影響。可例如藉由在聚醯亞胺配向層中併入多面體寡聚倍半矽氧烷(POSS)奈米粒子來達成約90°之預傾斜角。舉例而言，用於控制預傾斜角之此及其他方法描述於出版物「Controlling the Alignment of Polyimide for Liquid Crystal Devices」, Shie-Chang Jeng及Shug-June Hwang, 2012年12月19日, DOI 10.5772/53457中。
在一較佳實施例中，使用聚合物穩定化豎直配向(PS-VA)。
在可切換窗元件之替代性實施例中，使用自配向豎直配向(SA-VA)液晶層。在此類實施例中，不需要配向層，且層結構較佳按以下順序包含第一偏振器層、第一延遲元件、第一電極層、可切換層、第二電極層、第二延遲元件及第二偏振器層。
在SA-VA液晶介質中，摻雜少量添加劑以藉由液晶介質自身提供豎直配向功能而無需基板表面上之配向層，諸如聚醯亞胺層。SA-VA添加劑材料包含兩個主要部分-錨定基團及核心結構。錨定部分與基板表面豎直地黏合以使得無需另一配向層。
可切換窗元件可為平面窗元件。
可替代地，可切換窗元件可在空間中為彎曲的。舉例而言，可切換窗元件可沿單個方向為彎曲的，以使得窗元件具有單個曲率半徑。在另一實例中，可切換窗元件沿兩個方向為彎曲的，其中曲率半徑對於兩個方向中之各者可為相同或不同的。
為提供進一步機械強度，可切換窗元件較佳包含至少一個其他基板及至少一個夾層，其中至少一個其他基板藉助於至少一個夾層連接至第一偏振器層及/或第二偏振器層。
其他基板較佳為光學透明的，且可選自聚合物或玻璃。
用於其他基板之適合玻璃材料包括例如浮法玻璃或下拉法玻璃。玻璃亦可經受預處理步驟，如回火、韌化及/或塗佈或濺鍍。玻璃可為例如鹼石灰玻璃、硼矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃。
對於層壓，層壓薄片(夾層)配置於至少一個薄片與可切換窗元件之間。在通常涉及施加熱及/或高壓之後續處理中，至少一個薄片、夾層及可切換窗元件經黏合。
適合之層壓薄片包括例如離子性、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)。
適合之離子性可以商標SentryGlas獲得。
可替代地，可藉由在薄片之第二側面與第一基板層之間之介面處塗覆黏著劑黏合至少一個薄片及至少一個可切換窗元件。
可切換窗元件較佳與其他組件(諸如窗框)組合以形成可切換窗。
較佳地，可切換窗元件用作車輛之天窗或後窗，其中可切換窗元件經組態以通常為暗的。藉由在不施加電場時將窗元件組態為呈暗態，在例如由於電力故障而可能未施加驅動信號之情況下，可切換窗元件可以免受明亮日光的影響。
此外，可切換窗元件較佳用作車輛之擋風玻璃或窗或建築物之窗，其中可切換窗元件經組態以通常為亮的。藉由在不施加電場時將窗元件組態為呈亮態，在例如由於電力故障而可能未施加驅動信號之情況下，可切換窗元件允許窗外視野不受阻擋。
由於極佳暗態，該裝置可以例如在建築或汽車應用中充當可切換百葉窗或屏幕，或分別用作遮陽罩。藉由視情況提供窗元件之分段，可以獲得空間選擇性或部分調暗。
圖1展示可切換窗元件10之第一實施例。可切換窗元件10具有層結構，其按以下順序包含第一偏振器層12、第一延遲元件14、第一電極層16、第一配向層18、可切換層20、第二配向層22、第二電極層24、第二延遲元件26及第二偏振器層28。舉例而言，第一電極層16及第二電極層24係基於氧化銦錫(ITO)之薄層。
視可切換窗元件10之組態而定，可以平行或以交叉組態配置第一偏振器層12及第二偏振器層28。在交叉組態中，窗元件10通常為暗的。在平行組態中，窗元件10通常為亮的。
在圖1之實施例中，第一延遲元件14及第二延遲元件26充當液晶單元之基板。第一延遲元件14攜有第一電極層16及第一配向層18，且第二延遲元件26攜有第二電極層24及第二配向層22。第一實施例之延遲元件14、26經組態為光學各向異性基板，其為單一元件中之相分散提供機械穩定性及補償。
配置兩個基板以使得形成具有單元間隙之液晶單元。可切換層20夾在兩個基板之間，其中兩個配向層18及22面向可切換層20。密封件30封閉單元。
可切換層20為包含具有負介電各向異性Δ∈之液晶介質之豎直配向液晶層。為達成豎直配向之預傾斜角為約90°，配向層18及22經組態為基於垂直聚醯亞胺之配向層。
首先藉由第一偏振器層12線性偏振沿光學路徑40穿過可切換窗元件10之光。光隨後穿過第一延遲元件14。視可切換層20之狀態而定，光之線性偏振平面不受影響或旋轉約90°。在可切換層20之後，光穿過第二延遲元件26，且隨後穿過第二偏振層28。
選擇兩個延遲元件14、26之平面外及/或平面內延遲以使得補償穿過層結構之層12、16、18、20、22、24及元件14、26之光之相分散。特定言之，設定第一延遲元件14及第二延遲元件26之平面外延遲及平面內延遲以使得對於設定為亮態之可切換層20，穿過第一偏振器層12、第一延遲元件14、可切換層20及第二延遲元件26之光經線性偏振，其中偏振與第二偏振器層28之定向平行。在可切換層20經設定為暗態之情況下，穿過第一偏振器層12、第一延遲元件14、可切換層20及第二延遲元件26之光經線性偏振，其中偏振與第二偏振器層28之定向正交。
圖2展示可切換窗元件10之第二實施例。圖2之可切換窗元件10具有與關於圖1所描述之第一實施例之可切換窗元件10相同的層結構。第二實施例之可切換窗元件10具有層結構，其按以下順序包含第一偏振器層12、第一延遲元件14、第一電極層16、第一配向層18、可切換層20、第二配向層22、第二電極層24、第二延遲元件26及第二偏振器層28。
在圖2中所示之第二實施例中，第一延遲元件14為包含第一延遲層32及第一基板層34之層結構。同樣，第二延遲元件26為包含第二延遲層38及第二基板層36之層結構。在第二實施例中，延遲元件14之基板層34、延遲元件26之基板層36面向可切換層20。
作為層結構之延遲元件14、26之組態允許使用光學各向同性及各向異性基板。可選擇基板主要用於提供所需機械特性，因為基板層34、36不可提供或僅可提供所需總延遲之一部分。殘餘量之延遲由無法由其自身滿足機械穩定性需要之第一延遲層32及第二延遲層38提供，且可因此僅取決於所需延遲經選擇。
圖3展示可切換窗元件10之第三實施例。圖3之可切換窗元件10具有與關於圖2所描述之第二實施例之可切換窗元件10基本上相同的層結構。然而，第一偏振器元件12及第一延遲層32以第一組合偏振器-延遲器元件50之形式提供，且第二偏振器元件28及第二延遲元件38以第二組合偏振器-延遲器元件52之形式提供。
此結構允許使用光學各向同性基板34及36，其與第一電極層16及第二電極層24、第一配向層18及第二配向層22及可切換層20組合形成液晶單元。此液晶單元可在第一步驟製備中，且組合偏振器-延遲器元件50、52可在後續步驟應用。
另外，第三實施例之可切換窗元件10包含其他基板44及夾層42。
包括其他基板44以提供進一步機械強度。在圖3中所示之實施例中，其他基板44藉助於夾層42連接至第二偏振器層28。可替代地或另外，其他基板44可連接至第一偏振器層12。其他基板44較佳為光學透明的，且可選自聚合物或玻璃。 實例：
製備本發明豎直配向液晶單元，其中將可切換層之厚度d與液晶介質之光學各向異性Δn之乘積設定為0.3 µm。將單元間隙d設定為3.45 µm。另外包含由Polatechno Co., Ltd.提供之延遲元件之兩個偏振器箔用作第一及第二偏振層及第一及第二延遲元件。將組合偏振器及延遲器箔應用於光學各向同性基板，從而形成液晶單元。
具有Heilmeier組態之液晶單元用作比較實例。在Heilmeier單元中，客體-主體系統用作可切換層，其包含至少一個液晶作為主體及二向色染料作為客體。當LC分子由於施加電場而改變其定向時，二向色染料之定向亦改變。二向色染料吸收或分別優先吸收一個定向之光，以使得光透射可藉由改變二向色染料之定向而調變。在比較實例中，使用使用一個偏振器及一個液晶單元之組態。
針對暗態及亮態測定本發明單元及Heilmeier單元之角度依賴性透射。暗態下之透射展示於圖4a及圖4b中。圖4a展示Heilmeier單元之暗態透射，且圖4b展示具有豎直配向液晶層之本發明可切換窗元件之暗態透射。本發明可切換窗元件提供比起Heilmeier單元具有較小透射及較小角度依賴性之經過改善的暗態。
亮態下之透射展示於圖5a及圖5b中。圖5a展示Heilmeier單元之亮態透射，且圖5b展示具有豎直配向液晶層之本發明可切換窗元件之亮態透射。本發明可切換窗元件之亮態甚至略微低於Heilmeier單元之亮態。然而，具有最亮透射之角度對於本發明可切換窗元件較大，其中最亮透射之角度對於Heilmeier單元較窄。
10:可切換窗元件 12:第一偏振器層 14:第一延遲元件 16:第一電極層 18:第一配向層 20:可切換層 22:第二配向層 24:第二電極層 26:第二延遲元件 28:第二偏振器層 30:密封件 32:第一延遲層 34:第一基板層 36:第二基板層 38:第二延遲層 40:光學路徑 42:夾層 44:其他基板 50:第一組合偏振器-延遲器元件 52:第二組合偏振器-延遲器元件
圖1            可切換窗元件之第一實施例， 圖2            可切換窗元件之第二實施例， 圖3            可切換窗元件之第三實施例， 圖4a          用於現有技術水平窗元件之暗態之角度依賴性， 圖4b          用於本發明窗元件之暗態之角度依賴性， 圖5a          用於現有技術水平窗元件之亮態之角度依賴性，及 圖5b          用於本發明窗元件之亮態之角度依賴性。
10:可切換窗元件
12:第一偏振器層
14:第一延遲元件
16:第一電極層
18:第一配向層
20:可切換層
22:第二配向層
24:第二電極層
26:第二延遲元件
28:第二偏振器層
30:密封件
40:光學路徑

Claims (17)

  1. 一種具有層結構之可切換窗元件(10)，該層結構包含可切換層(20)、兩個偏振器及兩個光學延遲器，其中在該可切換層(20)之前，在光學路徑(40)中配置第一偏振器及第一光學延遲器，且在該可切換層(20)之後，在該光學路徑(40)中配置第二偏振器及第二光學延遲器， 其特徵在於該可切換層(20)為包含液晶介質之豎直配向液晶層，其中該可切換層(20)之厚度d與該液晶介質之光學各向異性Δn之乘積在0.05 µm至3.0 µm之範圍內，且該液晶介質之清澈點為至少70℃。
  2. 如請求項1之可切換窗元件(10)，該層結構按以下順序包含： 作為第一偏振器之第一偏振器層(12)， 作為第一光學延遲器之第一延遲元件(14)， 第一電極層(16)， 第一配向層(18)， 該可切換層(20)， 第二配向層(22)， 第二電極層(24)， 作為第二光學延遲器之第二延遲元件(26)，及 作為第二偏振器之第二偏振器層(28)。
  3. 如請求項1之可切換窗元件(10)，該層結構按以下順序包含： 作為第一偏振器之第一偏振器層(12)， 作為第一光學延遲器之第一延遲元件(14)， 第一電極層(16)， 該可切換層(20)， 第二電極層(24)， 作為第二光學延遲器之第二延遲元件(26)，及 作為第二偏振器之第二偏振器層(28)，其中該可切換層(20)為自配向豎直配向液晶層。
  4. 如請求項2或3之可切換窗元件(10)，其中該第一延遲元件(14)及/或該第二延遲元件(26)為包含光學各向同性基板及延遲層(32、38)之層結構。
  5. 如請求項2或3之可切換窗元件(10)，其中該第一延遲元件(14)及/或該第二延遲元件(26)為包含光學各向異性基板及延遲層(32、38)之層結構。
  6. 如請求項2或3之可切換窗元件(10)，其中該第一延遲元件(14)及/或該第二延遲元件(26)由光學各向異性基板組成。
  7. 如請求項4之可切換窗元件(10)，其中該光學各向同性基板係選自玻璃或聚合物。
  8. 如請求項5之可切換窗元件(10)，其中該光學各向異性基板係選自聚對苯二甲酸伸乙酯、三乙酸纖維素及聚碳酸酯。
  9. 如請求項1至3中任一項之可切換窗元件(10)，其中該第一光學延遲器及/或該第二光學延遲器之平面外延遲Rth之絕對值為1 nm至1000 nm及/或平面內延遲Re之絕對值為1至300 nm。
  10. 如請求項1至3中任一項之可切換窗元件(10)，其中該可切換層(20)之厚度d在1與35 μm之間。
  11. 如請求項1至3中任一項之可切換窗元件(10)，其中對於波長為589.3 nm之光，該液晶介質之光學各向異性Δn在0.03至0.3之範圍內，且介電各向異性Δε為-0.5至-20。
  12. 如請求項2之可切換窗元件(10)，其中該第一配向層(18)及/或第二配向層(22)為垂直配向層。
  13. 如請求項12之可切換窗元件(10)，其中該垂直配向層為基於聚醯亞胺之層。
  14. 如請求項1至3中任一項之可切換窗元件(10)，其中該可切換窗(10)在空間中為彎曲的。
  15. 如請求項2或3之可切換窗元件(10)，其中該可切換窗(10)包含至少一個其他基板(44)及至少一個夾層(42)，其中該至少一個其他基板(44)藉助於該至少一個夾層(42)連接至該第一偏振器層(12)及/或第二偏振器層(28)。
  16. 一種如請求項1至15中任一項之可切換窗元件(10)之用途，其係用作車輛之天窗，其中該可切換窗元件(10)經組態成通常為暗的。
  17. 一種如請求項1至15中任一項之可切換窗元件(10)之用途，其係用作車輛之擋風玻璃或窗或建築物之窗，其中該可切換窗元件(10)經組態成通常為亮的。
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