TW202134699A - 光調變裝置及包括其的車輛 - Google Patents

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Abstract

本申請案是關於一種光調變裝置。本申請案可提供一種光調變裝置，光調變裝置經由特性控制及補償膜的恰當配置而具有包含透射率可變特性的極佳光學性質，且藉由控制黑色模式下的傾角漏光而適用於各種用途。

Description

光調變裝置
本申請案是關於一種光調變裝置。
光調變裝置意謂能夠在至少兩個或大於兩個不同狀態之間切換的裝置。此類裝置用於例如可穿戴裝置（諸如眼鏡或太陽鏡的眼用佩戴品（eyewear）以及類似者）、行動裝置、用於虛擬實境（virtual reality；VR）的裝置以及用於擴增實境（augmented reality；AR）的裝置，或車輛天窗以及類似者，其用途逐漸擴展。
光調變裝置大體上具有包括光調變膜層及安置於光調變膜層的一側或兩側上的偏光層的結構，其中光調變膜層可包括相對安置的兩層基板及位於基板間的光調變層。
習知地，已將諸如玻璃基板的無機基板應用為基板，但近來，考慮到應用於如上文所描述的各種用途，已作出將聚合物膜應用為基板的嘗試。然而，等向性聚合物膜具有以下問題：膜的機械強度在製造製程期間較弱，且出現裂紋或容易出現因熱而導致的收縮。
因此，存在藉由將非等向性聚合物膜應用為基板來解決以上問題的嘗試。然而，非等向性聚合物膜具有以下問題：藉由膜的相位差來驅動裝置的效能，例如向光調變裝置的側面的漏光。
[ 技術問題 ] 本申請案是關於一種光調變裝置。本申請案的一個目標為提供一種光調變裝置，其中在黑色模式或類似者下控制全向漏光，同時具有極佳光學特性（諸如透射率可變特性、機械性質以及類似者為極佳的）且防止裂紋以及類似者的出現，藉此適用於各種用途。
[ 技術解決方案 ] 本說明書中所定義的角度應考慮到諸如製造誤差的誤差（error）或偏差（variation）來理解。舉例而言，在本說明書中，術語豎直、平行、正交、水平或任何數值以及類似者意謂實質上豎直、平行、正交、水平或在不損害目的及效應的範圍內的任何數值，且例如，每一情況可包含約±10度內的誤差、約±5度內的誤差、約±3度內的誤差、約±2度內的誤差、約±1度內的誤差或約±0.5度內的誤差。
在本說明書中提及的物理性質當中，除非另外規定，否則在量測溫度影響相關物理性質時，物理性質為在室溫下量測的物理性質。
在本說明書中，術語室溫為未特別升溫或降低的狀態下的溫度，其可意謂在約10℃至30℃範圍內的任何一個溫度，例如約15℃或大於15℃、18℃或大於18℃、20℃或大於20℃或約23℃或大於23℃且約27℃或小於27℃的溫度。此外，除非另外規定，否則本說明書中提及的溫度的單位為℃。
在本說明書中，平面相位差（Rin ）可意謂藉由以下等式1計算出的值，且厚度方向相位差（Rth ）可意謂藉由以下等式2計算出的值。
[等式1]
Rin = d × (nx - ny )
[等式2]
Rth = d × (nz - ny )
在等式1及等式2中，Rin 可為平面相位差，Rth 可為厚度方向相位差，d可為層的厚度，nx 可為層在慢軸方向上的折射率，且ny 可為在與慢軸方向正交的平面方向上的折射率（作為層在快軸方向上的折射率），且nz 可為層在厚度方向上的折射率。
此處，術語層為用於平面相位差及/或厚度方向相位差的量測對象的層。舉例而言，層可為偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜，以及類似者。
除非另外規定，否則在本說明書中提及的術語傾角定義如下。在圖6中，當由x軸及y軸形成的平面為參考平面（例如，參考平面可為光調變裝置中的偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜以及類似者的表面）時，將如在圖6中相對於z軸（其為參考平面的法線）形成的角度定義為傾角（在圖6中，點P處的傾角為Θ）。在圖6中，當由x軸及y軸形成的平面為參考平面（例如，參考平面可為光調變裝置中的偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜以及類似者的表面）且接著將參考平面的x軸設定為0度時，將如在圖6中相對於相關x軸形成的角度定義為徑向角（在圖7中，點P處的徑向角為Φ）。此處，參考平面的x軸可意謂例如在參考平面的水平方向上的軸。
除非另外規定，否則在本說明書中提及的相位差、折射率、折射率非等向性以及類似者為具有約550奈米（nm）波長的光的物理量。
除非另外規定，否則本文中提及的由任何兩個方向形成的角可為由所述兩個方向形成的銳角至鈍角中的銳角，或可為來自在順時針方向及逆時針方向上量測的角的小角。因此，除非另外規定，否則本文中提及的角為正。然而，為了在必要時顯示在順時針方向或逆時針方向上量測的角之間的量測方向，可將在順時針方向上量測的角表示為正數，且將在逆時針方向上量測的角表示為負數。
本申請案的光調變裝置可包括光調變膜層，其中第一基板、光調變層以及第二基板依序形成。舉例而言，第一基板可為黏著劑層或壓感黏著劑層形成於第一表面上的第一聚合物膜基板，且第二基板可為液晶配向膜形成於第一表面上的第二聚合物膜基板。偏光層可附著至第一基板的第二表面及/或第二基板的第二表面。
在本說明書中，出於方便起見，可將可附著至第一基板的第二表面的偏光層稱為第一偏光層，且可將可附著至第二基板的第二表面的偏光層稱為第二偏光層。
在本說明書中，基板的第一表面意謂基板的主表面及相對表面中的任何一個表面，且第二表面意謂基板的主表面及相對表面中的另一表面。
第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板可經安置為其第一表面面向彼此。
本申請案的光調變裝置可包括例如在光調變層與第一聚合物膜之間及/或光調變層與第二聚合物膜基板之間的位置中的至少一者中的-C板。具體而言，-C板可存在於壓感黏著劑層或黏著劑層與第一聚合物膜基板之間、壓感黏著劑層或黏著劑層與光調變層之間、液晶配向膜與第二聚合物膜基板之間，或液晶配向膜與光調變層之間。-C板可僅存在於前述位置中的任一者中，或可存在於兩個或大於兩個位置中。在本說明書中，術語-C板為在厚度方向（z軸）上具有不同折射率的膜，此意謂滿足nx=ny＞nz或nx＞ny＞nz的折射率關係的層。此處，nx為層在慢軸方向上的折射率，ny為快軸方向上的折射率，且nz為在由慢軸及快軸形成的平面的法線方向上的折射率。當-C板滿足nx＞ny＞nz的關係時，平面相位差可為約30奈米或小於30奈米、約25奈米或小於25奈米、約20奈米或小於20奈米、約15奈米或小於15奈米、約10奈米或小於10奈米、約5奈米或小於5奈米、約4奈米或小於4奈米、約3奈米或小於3奈米、約2奈米或小於2奈米、約1奈米或小於1奈米，或可大於0奈米。
在一個實例中，如圖1中所繪示，本申請案的光調變裝置可包括：第一基板（100），其中第一偏光層（101）、第一聚合物膜基板（102）、-C板（600）以及壓感黏著劑層或黏著劑層（103）依序形成；光調變層（300）；以及第二基板（200），其中液晶配向膜（203）、第二聚合物膜基板（202）以及第二偏光層（201）依序形成。
在另一實例中，如圖2中所繪示，本申請案的光調變裝置可包括：第一基板（100），其中第一偏光層（101）、第一聚合物膜基板（102）以及壓感黏著劑層或黏著劑層（103）依序形成；光調變層（300）；以及第二基板（200），其中液晶配向膜（203）、-C板（600）、第二聚合物膜基板（202）以及第二偏光層（201）依序形成。
在另一實例中，如圖3中所繪示，本申請案的光調變裝置可包括：第一基板（100），其中第一偏光層（101）、第一聚合物膜基板（102）、-C板（600）以及壓感黏著劑層或黏著劑層（103）依序形成；光調變層（300）；以及第二基板（200），其中液晶配向膜（203）、-C板（600）、第二聚合物膜基板（202）以及第二偏光層（201）依序形成。
在圖1至圖3的結構中，亦可省略第一偏光層（101）及第二偏光層（201）中的任一者。
本發明人已確認，如上文所描述，藉由在第一基板及/或第二基板上的上述位置中適當地配置補償膜（例如-C板）且控制下文所描述的特性，可防止能夠在光調變裝置中發生的側面觀測時的漏光。
在本申請案中，例如，-C板可具有滿足以下條件1的厚度方向相位差的絕對值（C）。此處，-C板的厚度方向相位差可為負值。
[條件1]
C≤D×1.2
在條件1中，D可意謂在豎直定向時光調變層的厚度方向相位差 × (包含於光調變層中的液晶化合物的平均折射率/-C板的平均折射率)的值。此處，例如，為了解決在自傾角觀察本申請案的光調變裝置時在表達光調變層的相位差的同時發生漏光的問題，補償膜（例如-C板）可使光調變層的相位差以及類似者偏移，且為此，以上條件1可與控制-C板的特性相關。在另一實例中，以上條件1的C可為D×1.19或小於D×1.19、D×1.18或小於D×1.18、D×1.17或小於D×1.17、D×1.16或小於D×1.16、D×1.15或小於D×1.15、D×1.14或小於D×1.14、D×1.13或小於D×1.13、D×1.12或小於D×1.12、D×1.11或小於D×1.11、D×1.10或小於D×1.10、D×1.09或小於D×1.09、D×1.08或小於D×1.08、D×1.07或小於D×1.07、D×1.06或小於D×1.06、D×1.05或小於D×1.05、D×1.04或小於D×1.04、D×1.03或小於D×1.03、D×1.02或小於D×1.02或D×1.01或小於D×1.01，或可為D×0.1或大於D×0.1、D×0.2或大於D×0.2、D×0.3或大於D×0.3、D×0.4或大於D×0.4、D×0.5或大於D×0.5、D×0.6或大於D×0.6、D×0.7或大於D×0.7、D×0.8或大於D×0.8或D×0.9或大於D×0.9。考慮到例如黑色模式下的漏光及/或透明模式下的傾角色彩改變以及類似者，-C板及光調變層的特性可經設計以滿足以上條件1。
此處，光調變層的豎直定向可為光調變層的初始定向，如下文所描述。此外，此處，包含於光調變層中的液晶化合物的平均折射率可藉由以下評估實例4的方法量測。
-C板的厚度方向相位差的絕對值（C）（其為以上條件1的C）可在例如100奈米至950奈米範圍內。在另一實例中，所述範圍可為150奈米或大於150奈米、200奈米或大於200奈米、250奈米或大於250奈米、300奈米或大於300奈米、350奈米或大於350奈米、400奈米或大於400奈米、450奈米或大於450奈米、500奈米或大於500奈米、550奈米或大於550奈米、600奈米或大於600奈米、650奈米或大於650奈米或700奈米或大於700奈米，或亦可為900奈米或小於900奈米、850奈米或小於850奈米、800奈米或小於800奈米、750奈米或小於750奈米、700奈米或小於700奈米、650奈米或小於650奈米、600奈米或小於600奈米或550奈米或小於550奈米左右。當如在圖1或圖2中引入-C板的一個層時，條件1的C可為一層-C板的厚度方向相位差的絕對值，且當如在圖3中引入兩個層或引入三個或大於三個層時，條件1的C可意謂整個-C板的厚度方向相位差的總和的絕對值。
在本申請案中，-C板可藉由例如在溶劑中混合聚醯胺形成，但可非限制性地使用，只要其具有上述特性即可。在一個實例中，聚醯胺可藉由聚合2,2'-雙(三氟甲基)-5,5'-聯苯二胺與間苯二甲酸及/或對苯二甲酸形成。此外，在一個實例中，溶劑可為二甲基乙醯胺。聚醯胺可例如在相對於溶劑大約4重量%至10重量%的範圍內包含，且在另一實例中，聚醯胺可在4.5重量%或大於4.5重量%或5重量%或大於5重量%的範圍內包含，或可在9重量%或小於9重量%、8重量%或小於8重量%、7重量%或小於7重量%、6重量%或小於6重量%或5.5重量%或小於5.5重量%的範圍內包含。
在一個實例中，聚醯胺可藉由將藉由在溶劑中混合聚醯胺形成的溶液應用於聚合物膜基板或導電層上而塗佈，且例如藉由棒塗法塗佈。藉由塗佈形成的-C板層可藉由熱固化或紫外固化以及類似者來固化。
在本申請案中，-C板可在固化之後具有在例如1微米（µm）至15微米範圍內的厚度。在另一實例中，所述厚度可為2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米或5微米或大於5微米，或可為14微米或小於14微米、13微米或小於13微米、12微米或小於12微米、11微米或小於11微米、10微米或小於10微米、9微米或小於9微米、8微米或小於8微米或7微米或小於7微米。
如上文所描述，可藉由等式2導出光調變層的厚度方向相位差（Rth ）。
[等式2]
Rth = d × (nz - ny )
在等式2中，Rth 可為厚度方向相位差，d可為層的厚度，ny 可為層在快軸方向上的折射率，且nz 可為層的厚度方向折射率。此處，d可為例如光調變層的厚度，且通常而言，其可大約與間隔物的高度一致。可使用量測裝置（光學輪廓儀（Optical profiler），奈米系統（Nano system）公司（社），奈米視野-E1000（Nano View-E1000））來確認間隔物的高度。
在本申請案中，光調變層的厚度方向相位差值可例如在大約500奈米至900奈米範圍內。在另一實例中，所述厚度方向相位差值可為大約550奈米或大於550奈米、大約600奈米或大於600奈米、大約650奈米或大於650奈米、大約700奈米或大於700奈米或大約750奈米或大於750奈米，或可為大約850奈米或小於850奈米或大約800奈米或小於800奈米。
可使用阿貝（Abbe）折射計來確認包含於光調變層中的液晶化合物的平均折射率及-C板的平均折射率，且具體方法可遵循以下評估實例4中所揭露的方法。
在本申請案中，包含於光調變層中的液晶化合物的平均折射率可例如在0.5至3.5範圍內。在另一實例中，所述平均折射率可為1或大於1、1.1或大於1.1、1.2或大於1.2、1.3或大於1.3、1.4或大於1.4或1.5或大於1.5，或可為3或小於3、2.5或小於2.5、2或小於2、1.9或小於1.9、1.8或小於1.8、1.7或小於1.7或1.6或小於1.6。
在本申請案中，-C板的平均折射率可例如在0.5至3.5範圍內。在另一實例中，所述平均折射率可為1或大於1、1.2或大於1.2、1.3或大於1.3、1.4或大於1.4、1.5或大於1.5或1.6或大於1.6，或可為3或小於3、2.5或小於2.5、2或小於2、1.9或小於1.9、1.8或小於1.8或1.7或小於1.7。
在本申請案中，即使在將待在下文描述的非等向性膜基板應用為第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板時，藉由將具有此類特性的-C板配置於適當位置，亦有可能解決補償效應因非等向性膜基板的光學性質而失真的問題，同時控制向側面的漏光。
在本申請案中，第一聚合物膜基板及/或第二聚合物膜基板可為非等向性的。舉例而言，對於550奈米的波長，第一聚合物膜基板及/或第二聚合物膜基板中的每一者可具有500奈米或大於500奈米的平面相位差。在另一實例中，平面相位差可為1000奈米或大於1000奈米、2000奈米或大於2000奈米、3000奈米或大於3000奈米、4000奈米或大於4000奈米、5000奈米或大於5000奈米、6000奈米或大於6000奈米、7000奈米或大於7000奈米、8000奈米或大於8000奈米、9000奈米或大於9000奈米或10000奈米或大於10000奈米，或可為50000奈米或小於50000奈米、40000奈米或小於40000奈米、30000奈米或小於30000奈米、20000奈米或小於20000奈米或15000奈米或小於15000奈米。
如上文的具有高相位差的膜已為業界所熟知，且此類膜藉由製造期間的高拉伸以及類似者而呈現光學上較大非等向性以及機械性質的較大不對稱性質。業界中已知的延遲膜的代表性實例可包含聚酯膜，諸如聚(對苯二甲酸伸乙酯)膜（poly(ethylene terephthalate)；PET）膜，以及類似者。
在本申請案中，可根據待在下文描述的本申請案的光調變裝置的內容進一步改善藉由適當地引入上述-C板以及非等向性膜基板來防止側光洩漏的效應。
在本申請案的光調變裝置中，第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板可包含於裝置中，使得第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板的慢軸具有特定位置關係。在一個實例中，第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板的慢軸可彼此水平。
藉由配置具有此平面相位差的第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板從而使得聚合物膜基板的慢軸具有以上範圍，有可能提供經由與-C板以及類似者的組合有效地控制黑色模式下的全向漏光同時呈現改變透射率的極佳效應的光調變裝置。
本申請案的第一聚合物膜基板及/或第二聚合物膜基板可各自包括例如聚合物膜基板的一側上的第一偏光層及/或第二偏光層。在本說明書中，偏光層可意謂將自然光或非偏光轉換成偏光的元件。在一個實例中，偏光層可為線性偏光層。在本說明書中，線性偏光層意謂選擇性地透射的光為在任一個方向上振動的線性偏光且選擇性地吸收或反射的光為在與線性偏光的振動方向正交的方向上振動的線性偏光的情況。亦即，線性偏光片可具有透射軸及與平面方向正交的吸收軸或反射軸。
偏光層可為吸收偏光層或反射偏光層。作為吸收偏光層，例如，可使用在諸如PVA（PVA在本說明書中意謂聚乙烯醇（polyvinyl alcohol））的聚合拉伸膜上對碘進行染色的偏光層，或將在定向狀態下聚合的液晶設定為主體且將根據液晶的定向來配置的非等向性染料設定為客體的客體-主體型偏光層，但不限於此。作為反射偏光層，例如可使用稱為雙重增亮膜（dual brightness enhancement film；DBEF）的反射偏光層或藉由塗佈諸如溶致液晶（lyotropic liquid crystal；LLC）的液晶化合物形成的反射偏光層，但不限於此。
在一個實例中，第一偏光層及第二偏光層的吸收軸可經安置為彼此垂直。由於本申請案的光調變裝置經由此配置控制全向漏光（尤其在黑色模式時），故可提供呈現極佳透射率可變效應同時有效地實施黑暗狀態的光調變裝置。
此外，當包含偏光層時，吸收軸可與聚合物膜基板的慢軸豎直或水平。
在一個實例中，本申請案的光調變裝置可在黑色模式時具有60%或小於60%、55%或小於55%、50%或小於50%、45%或小於45%、40%或小於40%、35%或小於35%、30%或小於30%、25%或小於25%、20%或小於20%、15%或小於15%、10%或小於10%、5%或小於5%、4%或小於4%、3%或小於3%、2%或小於2%、1%或小於1%、0.9%或小於0.9%、0.8%或小於0.8%、0.7%或小於0.7%、0.6%或小於0.6%、0.5%或小於0.5%、0.4%或小於0.4%或0.3%或小於0.3%的正面透射率。在黑色模式下，正面透射率愈低，愈為有利，藉此黑色模式狀態下的正面透射率的下限不受特定限制，且在一個實例中，透明模式狀態下的透射率的上限可為約100%，且黑色模式狀態下的正面透射率的下限可為約0%。
在一個實例中，本申請案的光調變裝置可在透明模式時具有20%或大於20%的正面透射率，且在另一實例中，所述正面透射率可為21%或大於21%、22%或大於22%、23%或大於23%、24%或大於24%、25%或25%、30%或大於30%、35%或大於35%、40%或大於40%、45%或大於45%、50%或大於50%、55%或大於55%、60%或大於60%、65%或大於65%、70%或大於70%、75%或大於75%或80%或大於80%左右。透明模式下的正面透射率愈高，愈為有利，藉此透明模式狀態下的正面透射率的上限不受特定限制，且在一個實例中，透明模式狀態下的正面透射率的上限可為約100%。
在一個實例中，本申請案的光調變裝置在透明模式及黑色模式狀態下的正面透射率差可為15%或大於15%、16%或大於16%、17%或大於17%、18%或大於18%、19%或大於19%、20%或大於20%、25%或大於25%、30%或大於30%、35%或大於35%或40%或大於40%，或可為90%或小於90%、85%或小於85%、80%或小於80%、75%或小於75%、70%或小於70%、65%或小於65%、60%或小於60%、55%或小於55%、50%或小於50%或45%或小於45%。
正面透射率可為例如線性透光率。線性透光率可為在與入射方向相同的方向上透射的光與入射於光調變裝置上的光的比率的百分比。舉例而言，若裝置呈膜或薄片形式，則可將在平行於z軸方向（其為膜或薄片表面的法線方向）的方向上入射的光當中在平行於法線方向的方向上透射穿過裝置的光的百分比定義為正面透射率。
正面透射率可為對於可見光區中的任一個波長（例如，在約400奈米至700奈米或約380奈米至780奈米範圍內的任一個波長）的每一正面透射率或反射率，或對於整個可見光區的正面透射率或反射率、對於整個可見光區的正面透射率或反射率當中的最大或最小正面透射率或反射率，或可見區中的正面透射率的平均值或反射率的平均值。在另一實例中，正面透射率可為對於具有約550奈米波長的光的正面透射率。
在一個實例中，本申請案的光調變裝置可在黑色模式時具有小於10%的透射率最大值。在本說明書中，傾角透射率可為平行於軸的方向透射穿過量測對象的光的透射率，其中來自z軸方向（其為量測對象的參考平面的法線方向（例如，參考平面可為光調變裝置中的偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜以及類似者的表面））的傾角為Θ，且傾角透射率的最大值可意謂藉由在自0度至360度改變徑向角Φ的同時量測傾角Θ處的光的透射率而獲得的透射率值當中的最大值。傾角Θ及徑向角Φ可與圖6中相同。在另一實例中，其可為小於9%、小於8%或小於7%，或可為0%或大於0%、1%或大於1%、2%或大於2%、3%或大於3%、4%或大於4%、5%或大於5%或6%或大於6%，但不限於此。
在本申請案中，相對安置的第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板之間的間隔可由呈分區形式的間隔物保持。在一個實例中，如圖4中所繪示，第一偏光層（101）、第一聚合物膜基板（102）、-C板（600）、壓感黏著劑層或黏著劑層（103）、光調變層（300）、液晶配向膜（203）、第二聚合物膜基板（202）以及第二偏光層（201）依序形成，其中第一聚合物膜基板與第二聚合物膜基板之間的間隔（G）可由呈分區形式的間隔物（500）保持。此時，光調變層（300）可存在於其中不存在間隔物（500）的區中。
在本申請案中，可例如在能夠保持第二基板與第一基板之間的某一間隔的範圍內適當地設計間隔物的形狀及配置。
本申請案的間隔物可存在以便藉由分區形狀形成區段，或亦可存在使得兩個或大於兩個柱形狀間隔開，但不限於此。在一個實例中，間隔物可具有四邊形、三角形或蜂巢（honeycomb）分區形狀。就有效地控制黑色模式下的傾角漏光而言，四邊形分區形狀可為適當的，且方形或矩形分區形狀可為適當的，但不限於此。
在本申請案中，可在不損害本申請案的目標的範圍內適當地選擇間隔物的配置方式，例如間距、線寬、高度以及在上部部分或第二基板中的面積比率，以及類似者。此處，面積比率意謂間隔物形成的面積相對於第二基板的第一表面的總面積的百分比。
在本說明書中，術語間距（pitch）意謂面向彼此的側邊之間的間隔或面向彼此的頂點與側邊之間的間隔，其在自頂部觀測間隔物時經識別。在本說明書中，自頂部觀測間隔物的事項意謂平行於形成有間隔物的聚合物膜基板的表面的法線方向觀測間隔物。在一個實例中，當間隔物具有三角形分區形狀時，術語間距可意謂三角形的頂點與面向頂點的側邊之間的豎直距離。在另一實例中，當間隔物具有四邊形分區形狀時，術語間距可意謂四邊形的每一側邊的長度，且當四邊形的各別側邊的長度均相同時（亦即，當四邊形為方形時），可將側邊的相同長度定義為間距，且當各別側邊的長度不相同時（例如，當四邊形為矩形時），可將所有側邊的長度的算術平均值定義為間距。在另一實例中，當間隔物具有蜂巢的分區形狀時（在六邊形的情況下），術語間距可意謂六邊形的對向側邊的間隔，且當對向側邊的間隔均相同時，可將側邊的相同間隔的長度定義為間距，且當側邊的各別間隔不相同時，可將側邊的所有間隔的長度的算術平均值定義為間距。
在本申請案中，間隔物的間距可為例如50微米至500微米，且在另一實例中，其可為100微米或大於100微米、150微米或大於150微米、200微米或大於200微米、250微米或大於250微米、300微米或大於300微米或350微米或大於350微米，或可為450微米或小於450微米、400微米或小於400微米或350微米或小於350微米。
在本說明書中，術語線寬（line width）意謂在自頂部觀測間隔物時在垂直於分區的縱向方向的方向上識別到的尺寸。間隔物的線寬可為例如1微米至50微米，且在另一實例中，其可為2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米、8微米或大於8微米、9微米或大於9微米、10微米或大於10微米、11微米或大於11微米、12微米或大於12微米、13微米或大於13微米、14微米或大於14微米、15微米或大於15微米或16微米或大於16微米，或可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、19微米或小於19微米、18微米或小於18微米、17微米或小於17微米或16微米或小於16微米。
此外，大體而言，術語間隔物的高度大約匹配光調變層的厚度（單元間隙（cell gap）），且意謂在聚合物膜基板的表面的法線方向上量測的間隔物的尺寸，如上文所提及。在本申請案中，可考慮到第一基板與第二基板之間的間隔而調整間隔物的高度。舉例而言，間隔物的高度可為1微米至20微米，且在另一實例中，其可為2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米或8微米或大於8微米，或可為19微米或小於19微米、18微米或小於18微米、17微米或小於17微米、16微米或小於16微米、15微米或小於15微米、14微米或小於14微米、13微米或小於13微米、12微米或小於12微米、11微米或小於11微米、10微米或小於10微米、9微米或小於9微米、8微米或小於8微米、7微米或小於7微米或6微米或小於6微米。在一個實例中，間隔物的高度可與光調變層的厚度大約相同。
在本說明書中，當聚合物膜基板的面積為A且間隔物形成的面積為B時，術語面積比率意謂藉由在聚合物膜基板的面積（A）當中乘以間隔物形成的面積（B）的比率而獲得的值，亦即，100×B/A。在本申請案中，間隔物的面積比率可相對於第一聚合物膜基板或第二聚合物膜基板而為約0.1%至50%。在本申請案中，隨著間隔物的面積比率增加，第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板的黏著力（或黏結力）可增加。在另一實例中，面積比率可為1%或大於1%、2%或大於2%、3%或大於3%、4%或大於4%、5%或大於5%、6%或大於6%、7%或大於7%、8%或大於8%或9%或大於9%，或可為45%或小於45%、40%或小於40%、35%或小於35%、30%或小於30%、25%或小於25%、20%或小於20%、15%或小於15%、10%或小於10%或9%或小於9%。
在本申請案中，間隔物可包括例如可固化樹脂。可固化樹脂可為例如熱可固化樹脂或光可固化樹脂，諸如紫外可固化樹脂，但不限於此。熱可固化樹脂可為例如矽酮樹脂、矽樹脂、呋喃樹脂、聚氨酯樹脂、環氧樹脂、胺基樹脂、酚醛樹脂、脲樹脂、聚酯樹脂或三聚氰胺樹脂以及類似者，但不限於此。作為紫外可固化樹脂，通常而言，可使用丙烯酸聚合物，例如丙烯酸聚酯聚合物、聚苯乙烯丙烯酸酯聚合物、環氧丙烯酸酯聚合物、聚氨酯丙烯酸酯聚合物、聚丁二烯丙烯酸酯聚合物、矽酮丙烯酸酯聚合物或丙烯酸烷酯聚合物以及類似者，但不限於此。在一個實例中，間隔物可使用丙烯酸聚合物（更具體而言聚酯類丙烯酸酯聚合物）形成，但不限於此，且在另一實例中，其亦可使用矽酮聚合物形成。當間隔物使用矽酮聚合物形成時，間隔物的凹區中剩餘的矽酮聚合物可充當豎直配向膜，使得如下文所描述，亦可不在存在間隔物的基板上使用額外豎直配向膜。作為矽酮聚合物，可使用具有矽及氧的鍵（Si-O-Si）的已知聚合物作為主軸，例如聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane；PDMS），但不限於此。
藉由如上文控制間隔物的形狀及/或配置方式，本申請案可提供適當地保持單元間隙的光調變裝置，上部膜基板及下部膜基板的黏著力（或黏結力）極佳且亦適當地控制黑色模式下的漏光。
在本申請案中，光調變層為至少包括液晶化合物的層，所述層可意謂能夠經由外部信號或類似者的施加來控制液晶化合物的定向狀態的液晶層。液晶化合物可為例如向列型（nematic）液晶化合物、近晶型（smectic）液晶化合物或膽固醇型（cholesteric）液晶化合物以及類似者，且不受限制，只要可藉由外部信號的施加改變其定向方向即可。在一個實例中，液晶化合物可為例如不具有任何可聚合基團或可交聯基團的化合物，或即使其具有基團亦未聚合或交聯的化合物，使得可藉由外部信號的施加改變其定向方向。
本申請案的光調變層可更包括例如二向色染料以及液晶化合物。在本說明書中，術語「染料」可意謂能夠集中吸收可見光區內（例如，400奈米至700奈米波長範圍內）的範圍中的至少一部分或所有者中的光及/或使所述光變形的材料，且術語「二向色染料」可意謂能夠非等向性吸收可見光區的範圍中的至少一部分或所有者中的光的材料。此染料已知為例如偶氮染料或蒽醌染料以及類似者，但不限於此。
在一個實例中，光調變層為包括液晶及二向色染料的液晶層，其可為所謂的客體主體液晶層（客體主體液晶單元（Guest Host Liquid Crystal Cell））。術語「GHLC層」可意謂取決於液晶的配置而將二向色染料配置在一起以分別呈現相對於二向色染料的配向方向及垂直於配向方向的方向的非等向性光吸收特性的功能層。舉例而言，二向色染料為光的吸收速率根據偏光方向改變的物質，其中若在長軸方向上偏光的光的吸收速率大，則其可稱為p型染料，且若在短軸方向上的偏光的吸收速率大，則其可稱為n型染料。在一個實例中，當使用p型染料時，可吸收在染料的長軸方向上振動的偏光，且可較少吸收且因此透射在染料的短軸方向上振動的偏光。在下文中，除非另外規定，否則假定二向色染料為p型染料。
舉例而言，本申請案可針對一種裝置，所述裝置設計為藉由調整光調變層中的液晶化合物的配置，初始定向為豎直定向且豎直定向的狀態能夠藉由外部信號的施加改變為水平定向的狀態。此處，初始定向為未將外部信號施加於光調變層時的定向狀態。
在本說明書中，術語豎直定向為以下狀態：光調變層的指向矢或光調變層中的液晶化合物的指向矢經配置為實質上垂直於光調變層的平面，且例如，由z軸（其為光調變層的表面的法線）與指向矢形成的角度可在約80度至100度或85度至95度範圍內，或可為約90度左右。此外，術語水平定向可意謂以下狀態：光調變層的指向矢或光調變層中的液晶化合物的指向矢經配置為實質上平行於光調變層的參考平面，且例如，由指向矢與光調變層的參考平面形成的角度可在約0度至10度或約0度至5度範圍內，或可為約0度左右。
在本說明書中，術語光調變層的指向矢或液晶化合物的指向矢可意謂光調變層的光軸（optical axis）或慢軸（slow axis）。舉例而言，光軸或慢軸可意謂當液晶分子呈條棒形狀時的長軸方向，且可意謂當液晶分子呈圓盤型形狀時在圓盤型（discotic）平面的法線方向上的軸，且當具有不同指向矢的多種液晶化合物包含於光調變層中時，光軸或慢軸可意謂液晶化合物的指向矢的向量和。
在一個實例中，光調變層可經設計以實施扭轉定向模式。為此目的，光調變層可包括對掌性摻雜劑以及液晶化合物。在本說明書中，術語扭轉定向模式可意謂液晶化合物的指向矢沿著假想螺旋軸扭轉且同時定向以形成層的螺旋結構。扭轉定向模式可實施於上述豎直及/或水平定向模式中。舉例而言，豎直扭轉定向模式為個別液晶化合物沿著豎直定向狀態下的螺旋軸扭轉的分層狀態，中的水平扭轉定向模式可意謂個別液晶化合物沿著水平定向狀態下的螺旋軸扭轉的分層狀態。
在扭轉定向模式下，厚度（d，單元間隙（cell gap））與光調變層中的間距（p）的比率（d/p）可為例如1或小於1。當比率（d/p）超過1時，可能出現諸如指域（finger domain）的問題，且因此在可能的情況下，可將範圍調整為以上範圍。在另一實例中，比率（d/p）可為約0.95或小於0.95、約0.9或小於0.9、約0.85或小於0.85、約0.8或小於0.8、約0.75或小於0.75、約0.7或小於0.7、約0.65或小於0.65、約0.6或小於0.6、約0.55或小於0.55、約0.5或小於0.5、約0.45或小於0.45、約0.4或小於0.4或約0.35或小於0.35，或亦可為約0.1或大於0.1、約0.15或大於0.15、約0.2或大於0.2、約0.25或大於0.25、約0.3或大於0.3或約0.35或大於0.35左右。此處，光調變層的厚度（d）可具有與光調變裝置中的單元間隙（cell gap）相同的含義。
扭轉定向模式下的光調變層的間距（p）可藉由使用楔盒（wedge cell）的量測方法量測，且具體而言，其可藉由在D.波多爾斯基（D.Podolskyy）等人的用於使用條楔格朗德讓-坎諾單元精確量測膽固醇間距的簡單方法（Simple method for accurate measurement of the cholesteric pitch using a stripe-wedge Grandjean-Cano cell）（液晶（Liquid Crystals），第35卷，第7號，2008年7月8日，第789-791頁）中所描述的方法量測。
光調變層可更包括所謂的對掌性摻雜劑，使得光調變層可實施扭轉模式。
可使用可包含於光調變層中的對掌性摻雜劑（chiral dopant）而不受特定限制，只要其可在不降低液體結晶度（例如向列型規則度）的情況下誘發所要旋轉（扭曲（twist））即可。用於誘發液晶分子中的旋轉的對掌性摻雜劑需要至少包含分子結構中的對掌性（chirality）。對掌性摻雜劑可由例如具有一個或兩個或大於兩個不對稱碳（asymmetric carbon）的化合物、在雜原子上具有不對稱點（asymmetric point）的化合物（諸如對掌性胺或對掌性亞碸）或具有軸向不對稱及光活性位點（axially asymmetric, optically active site）的化合物（諸如疊烯（cumulene）或聯萘酚（binaphthol））例示。對掌性摻雜劑可為例如具有1,500或小於1,500的分子量的低分子量化合物。作為對掌性摻雜劑，可應用可商購的對掌性向列型液晶，例如可自默克公司（Merck Co., Ltd.）商購的對掌性摻雜劑液晶S811或巴斯夫（BASF）的LC756。
對掌性摻雜劑的施用比率不受特定限制，只要其可達成所要比率（d/p）即可。大體而言，藉由100/(螺旋扭轉力（helical twisting power；HTP）×間距（奈米）)的等式計算出對掌性摻雜劑的含量（重量%），其可考慮到所要間距（p）而以適當比率選擇。
光調變層可包括介電常數非等向性為負的液晶化合物，或光調變層可呈現上述介電常數非等向性。可考慮到本申請案的目標而適當地選擇介電常數非等向性的絕對值。術語「介電常數非等向性（∆ε）」可意謂水平介電常數（ε//）與豎直介電常數（ε┴）之間的差（ε// - ε┴）。在本說明書中，術語水平介電常數（ε//）意謂在施加電壓使得液晶的指向矢與所施加電壓的電場的方向實質上水平的狀態下沿著電場的方向量測的介電常數值，且豎直介電常數（ε┴）意謂在施加電壓使得液晶的指向矢與所施加電壓的電場的方向實質上垂直的狀態下沿著電場的方向量測的介電常數值。
液晶層可包括具有在約0.04至0.15範圍內的折射率非等向性（n∆）的液晶化合物，或液晶層可呈現前述折射率非等向性。本申請案中提及的折射率非等向性（n∆）為非尋常折射率（ne，extraordinary refractive index）與尋常折射率（no，ordinary refractive index）之間的差（ne-no），其可使用阿貝（Abbe）折射計確認，且具體方式是根據在以下評估實例4中所揭露的方法。在另一實例中，折射率非等向性（n∆）可為約0.14或小於0.14、0.13或小於0.13、0.12或小於0.12、0.11或小於0.11或0.1或小於0.1，或可為0.05或大於0.05、0.06或大於0.06、0.07或大於0.07、0.08或大於0.08或0.09或大於0.09。
在本說明書中，術語折射率非等向性（n∆）為非尋常折射率（ne，extraordinary refractive index）與正常折射率（no，ordinary refractive index）之間的差（ne-no），其可使用阿貝折射計確認。具體方式遵循在以下實例中所揭露的方法。
本申請案的光調變層的厚度可考慮到本申請案的目標而適當地選擇。在一個實例中，光調變層的厚度可為約15微米或小於15微米。藉由以此方式控制厚度，可實施在透明模式及黑色模式下具有較大透射率差的裝置，亦即，具有極佳透射率可變特性的裝置。在另一實例中，厚度可為約14微米或小於14微米、13微米或小於13微米、12微米或小於12微米、11微米或小於11微米、10微米或小於10微米、9微米或小於9微米、8微米或小於8微米或7微米或小於7微米，或可為1微米或大於1微米、2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米或7微米或大於7微米，但不限於此。
藉由如上控制厚度，有可能實施在透明模式及黑色模式下具有較大正面透射率差的裝置，亦即，具有極佳透射率可變特性的裝置。
在本申請案的光調變裝置中，例如黏著劑層或壓感黏著劑層可形成於第一聚合物膜基板的一側上。在一個實例中，黏著劑層或壓感黏著劑層可包括具有豎直定向力的黏著劑或壓感黏著劑。在本說明書中，術語具有豎直定向力的黏著劑或壓感黏著劑可意謂具有對液晶分子的黏著力（或黏結力）及豎直定向力兩者的材料。
在一個實例中，具有豎直定向力的黏著劑或壓感黏著劑可形成於第一聚合物膜基板的表面及第二聚合物膜基板的表面中的至少一者上。根據本申請案的一個實例，具有豎直定向力的黏著劑或壓感黏著劑可存在於第一聚合物膜基板的一個表面上，且液晶配向膜可形成於第二聚合物膜基板的一側上。
在本申請案中，作為具有豎直定向力的黏著劑或壓感黏著劑，例如可使用矽酮黏著劑或壓感黏著劑。作為矽酮黏著劑或壓感黏著劑，可使用含有可固化矽酮化合物的組成物的固化產物。可固化矽酮化合物的類型不受特定限制，且例如可使用熱可固化矽酮化合物或紫外可固化矽酮化合物。
在一個實例中，可固化矽酮組成物為加成可固化矽酮組成物，其可包括（1）在分子中含有兩個或大於兩個烯基的有機聚矽氧烷，及（2）在分子中含有兩個或大於兩個矽鍵合氫原子的有機聚矽氧烷。此矽酮化合物可例如在存在諸如鉑觸媒的觸媒的情況下藉由加成反應形成固化產物。
（1）有機聚矽氧烷在一個分子中包括至少兩個烯基作為構成矽酮固化產物的主要組分。此時，烯基的具體實例包含乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基以及類似者，且通常應用前述的乙烯基，但不限於此。在（1）有機聚矽氧烷中，如上文所描述的烯基的鍵合位置不受特定限制。舉例而言，烯基可鍵合至分子鏈的末端及/或鍵合至分子鏈的側鏈。此外，在（1）有機聚矽氧烷中，除上述烯基以外可包含的取代基的類型可包含：烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基；芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基；芳烷基，諸如苄基或低苯基（phenentyl）；鹵素取代的烷基，諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基以及類似者，且通常應用前述的甲基或苯基，但不限於此。
（1）有機聚矽氧烷的分子結構不受特定限制，其亦可具有任何形狀，諸如直鏈、支鏈、環狀、網狀或具有部分支鏈的直鏈。通常應用具有此類分子結構當中的直鏈分子結構的分子結構，但不限於此。
（1）有機聚矽氧烷的更具體實例可包含在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的甲基乙烯基聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處用二甲基乙烯矽氧烷基團封端的二甲基聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處用二甲基乙烯矽氧烷基團封端的甲基乙烯聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處用二甲基乙烯矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處用二甲基乙烯矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、包括由R1 2 SiO2/2 表示的矽氧烷單元及由R1 2 R2 SiO1/2 表示的矽氧烷單元及由SiO4/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包括由R1 2 R2 SiO1/2 表示的矽氧烷單元及由SiO4/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包括由R1 R2 SiO2/2 表示的矽氧烷單元及由R1 SiO3/2 表示的矽氧烷單元或由R2 SiO3/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物，以及前述中的兩者或大於兩者的混合物，但不限於此。此處，R1 為除烯基以外的烴基，具體而言為：烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基；芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基；芳烷基，諸如苄基或低苯基；鹵素取代的烷基，諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基以及類似者。此外，此處，R2 為烯基，其可為（具體而言）乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基，以及類似者。
在加成可固化矽酮組成物中，（2）有機聚矽氧烷可用以交聯（1）有機聚矽氧烷。在（2）有機聚矽氧烷中，氫原子的鍵合位置不受特定限制，其可例如鍵合至分子鏈的末端及/或側鏈。此外，在（2）有機聚矽氧烷中，除矽鍵合氫原子以外可包含的取代基的類型不受特定限制，其可包含例如如在（1）有機聚矽氧烷中所提及的烷基、芳基、芳烷基或鹵素取代的烷基以及類似者，且其中，通常應用甲基或苯基，但不限於此。
（2）有機聚矽氧烷的分子結構不受特定限制，且亦可具有任何形狀，諸如直鏈、支鏈、環狀、網狀或具有部分支鏈的直鏈。通常應用具有此類分子結構當中的直鏈分子結構的分子結構，但不限於此。
（2）有機聚矽氧烷的更具體實例可包含在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的甲基氫聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基氫共聚物、在分子鏈的兩個末端處用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處用二甲基氫矽氧烷基團封端的二甲基聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處用二甲基氫矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處用二甲基氫矽氧烷基團封端的甲基苯基聚矽氧烷、包括由R1 3 SiO1/2 表示的矽氧烷單元、由R1 2 HSiO1/2 表示的矽氧烷單元以及由SiO4/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包括由R1 2 HSiO1/2 表示的矽氧烷單元及由SiO4/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包括由R1 HSiO2/2 表示的矽氧烷單元及由R1 SiO3/2 表示的矽氧烷單元或由HSiO3/2 表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物，以及前述中的兩者或大於兩者的混合物，但不限於此。此處，R1 為除烯基以外的烴基，其可為（具體而言）：烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基；芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基；芳烷基，諸如苄基或低苯基；鹵素取代的烷基，諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基以及類似者。
（2）有機聚矽氧烷的含量不受特定限制，只要其包含為達到可進行適當固化的程度即可。舉例而言，（2）有機聚矽氧烷可以每一個含於如上文所描述的（1）有機聚矽氧烷中的烯基0.5個至10個矽鍵合氫原子的量含有。在此範圍中，固化可充分進行且可確保耐熱性。
加成可固化矽酮組成物可更包括鉑或鉑化合物作為用於固化的觸媒。此鉑或鉑化合物的具體類型不受特定限制。亦可將觸媒的比率調整為可進行恰當固化的水平。
此外，加成可固化矽酮組成物亦可以適當比率包括自改進儲存穩定性、處置性質以及可加工性的角度所需的適當添加劑。
在另一實例中，矽酮組成物可包括例如（a）含烷氧基的矽氧烷聚合物；及（b）含羥基的矽氧烷聚合物作為縮合可固化矽酮組成物。
（a）矽氧烷聚合物可為例如由下式1表示的化合物。
[式1]
R1 a R2 b SiOc (OR3 )d
在式1中，R1 及R2 各自獨立地表示氫原子或取代或未取代的單價烴基，R3 表示烷基，其中當存在多個R1 、R2 以及R3 時，其可各自彼此相同或不同，且a及b各自獨立地表示0或大於0且小於1的數字，a+b表示大於0且小於2的數字，c表示大於0且小於2的數字，d表示大於0且小於4的數字，且a+b+c×2+d為4。
在式1的定義中，單價烴可為例如具有1個至8個碳原子的烷基、苯基、苄基或甲苯基以及類似者，其中具有1個至8個碳原子的烷基可為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基，以及類似者。此外，在式1的定義中，單價烴基可由已知取代基取代，所述已知取代基諸如鹵素、胺基、巰基、異氰酸酯基、縮水甘油基、縮水甘油氧基或脲基。
在式1的定義中，R3 的烷基的實例可包含甲基、乙基、丙基、異丙基或丁基，以及類似者。在此等烷基當中，通常應用甲基或乙基以及類似者，但不限於此。
在式1的聚合物當中，可使用支鏈或三級交聯的矽氧烷聚合物。另外，在此（a）矽氧烷聚合物中，羥基可保持在不損害目標的範圍內，具體而言在不抑制去醇化反應的範圍內。
（a）矽氧烷聚合物可例如藉由水解及縮合多官能烷氧矽烷或多官能氯矽烷以及類似者產生。此領域中的一般技術員可取決於所要（a）矽氧烷聚合物而容易地選擇適當多官能烷氧矽烷或氯矽烷，且亦可容易地控制使用所述多官能烷氧矽烷或氯矽烷的水解及縮合反應的條件。同時，在（a）矽氧烷聚合物的產生中，亦可取決於目的而組合地使用適當單官能烷氧矽烷。
作為（a）矽氧烷聚合物，可使用例如可商購的有機矽氧烷聚合物，諸如信越矽酮（Shin-Etsu Silicone）的X40-9220或X40-9225，或GE東麗矽酮（GE Toray Silicone）的XR31-B1410、XR31-B0270或XR31-B2733。
作為含於縮合可固化矽酮組成物中的（b）含羥基的矽氧烷聚合物，可使用例如由下式（2）表示的化合物。
[式2]
Figure 02_image001
在式2中，R4 及R5 各自獨立地表示氫原子或取代或未取代的單價烴基，其中當存在多個R5 及R6 時，其可彼此相同或不同，且n表示5至2,000的整數。
在式2的定義中，單價烴基的具體類型可包含例如與上式1的情況相同的烴基。
（b）矽氧烷聚合物可例如藉由水解及縮合二烷氧矽烷及/或二氯矽烷以及類似者產生。此領域中的一般技術員可根據所要（b）矽氧烷聚合物來容易地選擇適當二烷氧矽烷或二氯矽烷，且亦可容易地控制使用所述二烷氧矽烷或二氯矽烷的水解及縮合反應的條件。作為如上文的（b）矽氧烷聚合物，可使用可商購的雙官能有機矽氧烷聚合物，諸如GE東麗矽酮的XC96-723、YF-3800或YF-3804，以及類似者。
上述加成固化或縮合固化矽酮組成物為本申請案中應用的用於形成矽酮壓感黏著劑或黏著劑的材料的實例。亦即，基本上，可在本申請案中應用業界中稱為OCA或OCR的所有矽酮壓敏黏著劑或黏著劑，以及類似者。
壓感黏著劑或黏著劑的類型或形成所述壓感黏著劑或黏著劑的可固化組成物不受特定限制，其可根據預期用途適當地選擇。舉例而言，可使用固體、半固體或液體壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物。固體或半固體壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物可在接合黏著（或黏結）對象之前固化。液體壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物稱為所謂的光學清透樹脂（optical clear resin；OCR），其可在接合黏著或黏結對象之後固化。根據一個實例，作為壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物，可使用所謂的聚二甲基矽氧烷類（polydimethyl siloxane-based）壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物，或聚甲基乙烯基矽氧烷類（polymethylvinyl siloxane-based）壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物，或烷氧矽酮類（alkoxy silicone-based）壓感黏著劑或黏著劑或可固化組成物，但不限於此。
壓感黏著劑層或黏著劑層的厚度不受特定限制，其可在用於確保所要黏著力或黏結力的適當範圍內選擇。厚度可在大約1微米至50微米範圍內。在另一實例中，厚度可為2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米、8微米或大於8微米、9微米或大於9微米或10微米或大於10微米，或亦可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、15微米或小於15微米或10微米或小於10微米左右。
藉由包括在此配置下的此黏著劑層或壓感黏著劑層，有可能提供可（尤其在黑色模式下）控制漏光以展現極佳光學性質同時具有極佳黏著力（或黏結力）的光調變裝置。
藉由組合由已知豎直配向膜形成的液晶化合物的定向與具有豎直定向能力的黏著劑或壓感黏著劑本身及/或上述-C板以及類似者，可在液晶化合物的豎直定向時有效地抑制側光洩漏且可在水平定向時使正面光的吸收最小化。
在本申請案的一個實例中，當如上文的具有豎直定向力的黏著劑層或壓感黏著劑層形成於第一聚合物膜基板的一側上時，第一聚合物膜基板上亦可未形成液晶配向膜。
本申請案的光調變裝置可更包括第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板中的每一者的一側上的導電層，只要不阻礙本申請案的效應即可。舉例而言，導電層可各自形成於黏著劑層或壓感黏著劑層與第一聚合物膜基板之間及液晶配向膜與第二聚合物膜基板之間。當形成導電層時，-C板可經安置於第一聚合物膜基板與導電層之間，或導電層與壓感黏著劑層（或黏著劑層）之間，或壓感黏著劑層（或黏著劑層）與光調變層之間，及/或可經安置於第二聚合物膜基板與導電層之間、導電層與液晶配向膜之間，或液晶配向膜與光調變層之間。
在一個實例中，本申請案的光調變裝置可表示一結構，所述結構包括：第一基板（100），其中第一偏光層（101）、第一聚合物膜基板（102）、導電層（400a）以及-C板（600）依序形成；光調變層（300）；以及第二基板（200），其中液晶配向膜（203）、導電層（400b）、第二聚合物膜基板（202）以及第二偏光層（201）依序形成，如圖5中所繪示，或-C板（600）可經安置於例如第一聚合物膜基板（102）與導電層（400a）之間，或亦可經安置於第二聚合物膜基板與導電層（400b）之間，但不限於此。
導電層可將適當電場傳送至光調變層以切換光調變層中的液晶化合物的配向。電場的方向可為豎直或水平方向，例如光調變層的厚度方向或平面方向。
導電層可為例如透明導電層，且透明導電層可藉由沈積例如導電聚合物、導電金屬、導電奈米線或諸如氧化銦錫（indium tin oxide；ITO）的金屬氧化物以及類似者形成。此外，已知能夠形成透明導電層的各種材料及形成方法，其可應用而不受限制。
此光調變裝置可應用於各種應用。光調變裝置的可適用應用可藉由以下例示：封閉空間（包含建築物、集裝箱或車輛）中的開口，諸如窗戶或天窗，或眼用佩戴品（eyewear）以及類似者，或窗戶及門、有機發光裝置（organic light emitting device；OLED）的遮光板以及類似者。此處，在眼用佩戴品範圍內，可包含形成以使得觀測者可經由鏡片觀測外部的所有眼用佩戴品，諸如普通眼鏡、太陽鏡、運動護目鏡或頭盔，或諸如用於體驗虛擬實境或擴增實境的儀器的可穿戴裝置。
能夠由本申請案的光調變裝置應用的典型應用可包含車輛天窗。
在一個實例中，光調變裝置本身可為車輛天窗。舉例而言，在包括其中形成至少一或多個開口的車體的車輛中，可安裝及使用安裝於開口上的光調變裝置或車輛天窗。
天窗為車輛的頂板上的固定或操作（通風或滑動）開口（opening），其可共同地意謂可用於允許光或新鮮空氣進入車輛內部的裝置。在本申請案中，操作天窗的方法不受特定限制，且例如，天窗可手動地操作或由電動機驅動，其中天窗的形狀、大小或樣式可根據預期用途適當地選擇。舉例而言，根據操作方法，天窗可由彈出型天窗、擾流板（平鋪（tile）&滑動（slide））型天窗、內置型天窗、摺疊型天窗、頂部安裝型天窗、全景車頂系統型天窗、可移除車頂面板（t頂部（t0tops）或塔爾加車頂（targa roofts））型天窗或太陽能型天窗以及類似者例示，但不限於此。
本申請案的例示性天窗可包括本申請案的光調變裝置，且在此情況下，對於光調變裝置的細節，可同樣應用描述於光調變裝置的項中的內容。
[ 有利效應 ] 本申請案是關於一種光調變裝置。本申請案可提供一種光調變裝置，所述光調變裝置經由特性控制及補償膜的恰當配置而具有包含透射率可變特性的極佳光學性質，且藉由控制黑色模式下的傾角漏光而適用於各種用途。
在下文中，本申請案將經由實例詳細描述，但本申請案的範圍不受以下實例限制。
評估實例 1. 在黑色模式時傾角 （ 包含 正面 ） 的透射率的最大值量測
使用霧度計（NDH5000SP，塞科斯（Sekos）公司（社））根據ASTM D1003標準來量測黑色模式（未施加電壓，0伏）下的傾角（包含正面）的透射率。
具體而言，當具有380奈米至780奈米波長的光入射於積分球中的量測對象上時，入射光由量測對象分成漫射光（DT，整個漫射及發射光的總和）及筆直光（PT，自正面方向發射的除漫射光外的光）。漫射光及筆直光可各自藉由將其聚光於積分球中的光接收元件上來量測。亦即，藉由以上過程，總透射光（TT）可定義為漫射光（DT）與筆直光（PT）的總和（DT+PT）。總透射光意謂總透射率。
將實例及比較例的光調變裝置的黑色模式（0伏）下的傾角（包含正面）的透射率的最大值設定為藉由在未向光調變裝置施加電壓的情況下量測相對於正面及傾角的全向透射率而獲得的值當中的最大值。在將作為量測對象的參考平面（例如，參考平面可為光調變裝置中的偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜以及類似者的表面）的法線方向的z軸方向設定為0度且將圖7的徑向角Φ相對於-60度、-45度、-30度、-15度、0度（正面）、15度、30度、45度以及60度（圖7中的傾角Θ）中的每一者改變為0度、30度、60度、90度、120度、150度、180度、210度、240度、270度、300度以及330度時，量測結果描繪於圖8至圖11中（水平軸意謂徑向角Φ，豎直軸意謂透射率（%），且每一圖表的線指示在特定傾角Θ處量測的值），且其中，最大值繪示於表1中。
評估實例 2. 聚合物膜基板的平面相位差評估
使用安捷倫（Agilent）的UV/VIS分光鏡（spectroscope）8453設備（基於550奈米波長）來量測聚合物膜的平面相位差（Rin）。偏光片的兩個薄片安設於UV/VIS分光鏡（spectroscope）中，使得其透射軸彼此正交，且聚合物膜位於偏光片的兩個薄片之間，使得其慢軸與兩個偏光片的透射軸分別形成45度，且接著量測根據波長的透射率。自根據波長的透射率圖表獲得每一峰（peak）的相位延遲階數（phase retardation order）。具體而言，根據波長的透射率圖表中的波形滿足以下等式A，且正弦（sine）波形中的最大峰（Tmax）條件滿足以下等式B。在等式A中的λmax的情況下，由於等式A的T與等式B的T相同，故等式展開。由於等式亦針對n+1、n+2以及n+3展開、針對n及n+1等式配置以消除R，且針對n配置成λn及λn+1等式，故導出以下等式C。由於基於等式A的T與等式B的T相同的事實已知n及λ，故獲得λn、λn+1、λn+2以及λn+3中的每一者的R。獲得根據4個點的波長的R值的線性趨勢線，且計算出等式550奈米的R值。線性趨勢線的函數為Y=ax+b，其中a及b為常數。當550奈米已取代函數的x時，Y值為具有550奈米波長的光的Rin值。
[等式A]
T = sin2[(2πR/λ)]
[等式B]
T = sin2[((2n+1)π/2)]
[等式C]
n = (λn -3λn+1)/(2λn+1 +1-2λn)
此處，R意謂平面相位差（Rin），λ意謂波長，且n意謂正弦波形的節點度。
評估實例 3. 光調變層的厚度
使用量測裝置（光學輪廓儀（Optical profiler），奈米系統（Nano System）公司（社），奈米視野-E1000（Nano View-E1000））確認與間隔物的高度一致的光調變層的厚度，以及間隔物的高度。
評估實例 4. 光調變層 （ 液晶層 ） 或 -C 板的折射率非等向性及平均折射率的評估
使用阿貝（Abbe）折射計以以下方式評估光調變層或-C板的折射率非等向性（∆n）及平均折射率。在光調變層的情況下，藉由將豎直配向膜塗佈於阿貝（Abbe）折射計的量測稜柱（measuring prism）及照明稜柱（illumination prism）表面上且將待量測的液晶化合物塗佈於量測稜柱（measuring prism）上且接著用照明稜柱（illumination prism）將其覆蓋，液晶化合物藉由豎直定向力豎直地定向。應用於以上過程中的液晶化合物僅為應用於光調變層的液晶化合物，而未與諸如二向色染料的其他材料混合。此外，在-C板的情況下，其藉由將-C板材料施加或附著於阿貝（Abbe）折射計的量測稜柱（measuring prism）及照明稜柱（illumination prism）表面上且接著用照明稜柱將其覆蓋來量測。
接著，如圖7中所繪示，當將線性偏光片施加於目鏡側（接地（grounded））且用待觀測的光（light）照射時，可獲得如圖7中所繪示的θe 及θo ，且可經由量測稜柱（measuring prism）的折射率（np ）及角（θe 及θo ）獲得非尋常折射率（ne =np sinθe ）及尋常折射率（no =np sinθo ）。此處，差（ne -no ）可定義為折射率非等向性，且平均值（(ne+no)/2）可定義為平均折射率。參考波長在量測時為大約550奈米。
實例 1.
作為第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板，使用拉伸的聚對苯二甲酸伸乙酯（polyethylene terephthalate，PET）膜基板（厚度：145微米，製造商：SKC）製造裝置。PET膜基板對具有550奈米波長的光具有約10,000奈米至15,000奈米的平面相位差。
首先，在第一PET膜基板的一側上沈積氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）膜（導電層），且將-C板材料棒塗於ITO膜上，且接著在約100℃下固化20分鐘以形成具有約6微米厚度的-C板。-C板的厚度方向相位差對具有550奈米波長的光為大約-720奈米左右，且平均折射率為1.65。此處，藉由以相對於二甲基乙醯胺溶液大約5.3重量%的比率混合聚醯胺（其中聚合對苯二甲酸、間苯二甲酸以及2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-聯苯二胺）來製備-C板材料。
隨後，將矽酮壓感黏著劑（信越（Shinetsu）公司（社），KR3700）棒塗於-C板上，且接著在約100℃下固化100分鐘以形成具有約10微米厚度的壓感黏著劑層（第一基板）。
首先，在第二PET膜基板的一側上沈積氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）膜（導電層），且在ITO膜上形成用於保持單元間隙（cell gap）的呈方形分區形式的間隔物（間距：350微米，高度：8微米，線寬：16微米，面積比率：9%）。其後，形成用於光調變層的初始定向控制的具有大約100奈米厚度的聚醯亞胺類豎直配向膜（SE-5661LB3，日產（Nissan）公司（社））（液晶層），且接著用摩擦布進行摩擦。此時，將摩擦方向設定為與下部PET膜基板（第二基板）的慢軸水平。
隨後，將第一基板的壓感黏著劑層及第二基板的配向膜安置為面向彼此（單元間隙：8微米），且將液晶材料注入於其中，且接著經由疊層製程製造裝置。作為液晶材料，使用將對掌性摻雜劑（S811，默克（Merck）公司（社））與具有負介電常數非等向性的液晶化合物（SHN-7002XX T12，JNC公司（社））混合的具有大約0.094的折射率非等向性（∆n）及1.58的平均折射率的組成物。此時，混合相對於100重量份的液晶化合物約0.5重量份的對掌性摻雜劑，使得對掌性間距（chiral pitch）為大約20微米左右。此外，由此形成的光調變層的厚度方向相位差對具有550奈米波長的光為大約752奈米左右。
隨後，將第一偏光層附著至第一PET膜基板的其上未形成ITO膜（導電層）的表面，且將第二偏光層附著至第二PET膜基板的其上未形成ITO膜（導電層）的表面。作為第一偏光層及第二偏光層，使用經由高溫/藉由在PVA膜上吸附碘而拉伸來製備的普通PVA偏光層。
進行配置，使得第一聚合物膜基板及第二聚合物膜基板的慢軸方向與第一偏光層的吸收軸彼此平行，且第二偏光層的吸收軸垂直於第一偏光層的吸收軸。
因此，形成具有第一偏光層/第一PET膜基板/ITO膜/-C板/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
實例 2
除在產生第一基板時-C板、ITO膜以及黏著劑層依序形成於第一PET膜基板的一側上之外，以與實例1中相同的方式製造光調變裝置。因此，形成具有第一偏光層/第一PET膜基板/-C板/ITO膜/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
實例 3
除-C板未形成於ITO膜與第一基板的黏著劑層之間且形成於第二聚合物基板與第二基板的ITO膜之間之外，以與實例1中相同的方式製造光調變裝置。因此，形成具有第一偏光層/第一PET膜基板/ITO膜/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/-C板/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
實例 4
除當第一基板的壓感黏著劑層及第二基板的配向膜經安置為面向彼此時，其經安置以使得單元間隙為6微米（間隔物的高度亦為6微米），且光調變層的厚度方向相位差對具有550奈米波長的光為大約564奈米且-C板的厚度方向相位差對具有550奈米波長的光為大約-540奈米左右之外，以與實例2中相同的方式製造光調變裝置。因此，形成具有第一偏光層/第一PET膜基板/-C板/ITO膜/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
比較例 1.
除未引入-C板之外，以與實例1中相同的方式製造光調變裝置。
因此，形成具有第一偏光層/第一PET膜基板/ITO膜/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
比較例 2.
除-C板經安置於第一偏光層與第一PET膜基板之間之外，以與實例1中相同的方式製造光調變裝置。
因此，形成具有第一偏光層/-C板/第一PET膜基板/ITO膜/黏著劑層/光調變層（液晶層）/配向膜/ITO膜/第二PET膜基板/第二偏光層的結構的光調變裝置。
[表1]
分類 黑色模式（0伏）下的傾角（正面）透射率的最大值
實例1 6.92%
實例2 6.34%
實例3 6.61%
實例4 5.22%
比較例1 17.27%
比較例2 14.32%
在上[表1]中，黑色模式（0伏）下的傾角（包含正面）的透射率的最大值表示在將作為量測對象的參考平面（例如，參考平面可為光調變裝置中的偏光層、聚合物膜基板、光調變層、-C板、黏著劑層（或壓感黏著劑層）或液晶配向膜以及類似者的表面）的法線方向的z軸方向設定為0度且將圖6的徑向角Φ相對於-60度、-45度、-30度、-15度、0度（正面）、15度、30度、45度以及60度（圖6中的傾角Θ）中的每一者改變為0度、30度、60度、90度、120度、150度、180度、210度、240度、270度、300度以及330度時量測的透射率值當中的最大值。因此，可確認實例1至實例4的光調變裝置的傾角（包含正面）漏光小於比較例1及比較例2的光調變裝置的傾角（包含正面）漏光。
100:第一基板 101:第一偏光層 102:第一聚合物膜基板 103:壓感黏著劑層或黏著劑層 200:第二基板 201:第二偏光層 202:第二聚合物膜基板 203:液晶配向膜 300:光調變層 400a、400b:導電層 500:間隔物 600:-C板 np :折射率 x、y、z:軸 θe 、θo :角 G:間隔 P:點 Θ:傾角 Φ:徑向角
圖1至圖5為本申請案的例示性光調變裝置的示意圖。 圖6為用於解釋傾角及徑向角的示意圖。 圖7為繪示用於評估折射率非等向性的方法的圖。 圖8至圖11為繪示量測實例1至實例4的光調變裝置的黑色模式下的正面及傾角的透射率的結果的圖表。 圖12及圖13為繪示量測比較例1及比較例2的光調變裝置的黑色模式下的正面及傾角的透射率的結果的圖表。
100:第一基板
101:第一偏光層
102:第一聚合物膜基板
103:壓感黏著劑層或黏著劑層
200:第二基板
201:第二偏光層
202:第二聚合物膜基板
203:液晶配向膜
300:光調變層
600:-C板

Claims (17)

  1. 一種光調變裝置，包括：第一聚合物膜基板，具有形成於第一表面上的黏著劑層或壓感黏著劑層；第二聚合物膜基板，具有形成於第一表面上的液晶配向膜；以及光調變層，含有液晶化合物，其中 所述第一聚合物膜基板及所述第二聚合物膜基板經安置為其第一表面面向彼此， 所述光調變層存在於相對安置的第一聚合物膜基板與第二聚合物膜基板之間，且 -C板包含於所述光調變層與所述第一聚合物膜基板之間或所述光調變層與所述第二聚合物膜基板之間的至少一個位置中。
  2. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述-C板具有滿足以下條件1的厚度方向相位差的絕對值（C），且所述-C板的所述厚度方向相位差為負值： [條件1] C≤D×1.2 其中，D為藉由豎直定向狀態下的所述光調變層的所述厚度方向相位差 × (包含於所述光調變層中的所述液晶化合物的平均折射率/所述-C板的平均折射率)判定的值。
  3. 如請求項1所述的光調變裝置，其中對於550奈米的波長，所述第一聚合物膜基板及所述第二聚合物膜基板各自具有500奈米或大於500奈米的平面相位差。
  4. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述第一聚合物膜基板與所述第二聚合物膜基板之間的間隔由分區形狀的間隔物保持。
  5. 如請求項4所述的光調變裝置，其中所述間隔物具有四邊形、三角形或蜂巢分區的形狀。
  6. 如請求項4所述的光調變裝置，其中所述間隔物包括可固化樹脂。
  7. 如請求項1所述的光調變裝置，更包括附著至所述第一聚合物膜基板的第二表面的第一偏光層及附著至所述第二聚合物膜基板的第二表面的第二偏光層，其中所述第一偏光層及所述第二偏光層的吸收軸彼此垂直。
  8. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述第一聚合物膜基板及所述第二聚合物膜基板的慢軸彼此水平。
  9. 如請求項7所述的光調變裝置，其中所述第一聚合物膜基板及所述第二聚合物膜基板的所述慢軸彼此水平，且由所述偏光層的所述慢軸與所述吸收軸形成的角度為豎直或水平的。
  10. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述光調變層中的所述液晶化合物的初始定向為豎直定向。
  11. 如請求項10所述的光調變裝置，其中所述豎直定向狀態可藉由外部信號的施加改變為水平定向狀態。
  12. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述光調變層更包括對掌性摻雜劑。
  13. 如請求項12所述的光調變裝置，其中所述光調變層的厚度（d）與由所述對掌性摻雜劑形成的對掌性間距（p）的比率（d/p）小於1。
  14. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述壓感黏著劑或黏著劑為矽酮壓感黏著劑或黏著劑。
  15. 如請求項1所述的光調變裝置，其中導電層各自形成於所述黏著劑層或壓感黏著劑層與所述第一聚合物膜基板之間及所述液晶配向膜與所述第二聚合物膜基板之間。
  16. 如請求項1所述的光調變裝置，其中所述第一聚合物膜基板上未形成液晶配向膜。
  17. 一種車輛，包括：車體，其中形成一或多個開口；以及如請求項1所述的光調變裝置，安裝於所述開口上。
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