TW202144883A - 圖案膜、包括其之可變式透射元件以及可變式透射元件製造方法 - Google Patents

圖案膜、包括其之可變式透射元件以及可變式透射元件製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明是關於一種圖案膜、一種包括其的可變式透射元件以及一種可變式透射元件製造方法。

Description

圖案膜、包括其之可變式透射元件以及可變式透射元件製造方法
本申請案主張2020年2月18日向韓國智慧財產局(Korean Intellectual Property Office)申請的韓國專利申請案第10-2020-0019488號的優先權及權益,所述專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明是關於一種圖案膜、一種包括其的可變式透射元件以及一種可變式透射元件製造方法。
可變式透射元件可意謂能夠調節日光的透射率的功能膜。
可變式透射元件意謂能夠在至少兩種或大於兩種不同狀態之間切換的元件。此類元件用於例如眼用佩戴品(諸如眼鏡或太陽鏡)、行動元件、可穿戴式元件(諸如用於虛擬實境(virtual reality;VR)的元件或用於擴增實境(augmented reality;AR)的元件)或車輛天窗中,且應用逐漸擴展。
可變式透射元件易於透射且阻擋來自外部的光,且可用作建築用智慧型窗、電動載具用車窗以及透明顯示器的遮光膜。此時,可變式透射元件必須在兩個基板之間保持恆定單元間隙。
一種用於保持單元間隙的方法包括球間隔物。然而,由於液相因重力而移動至底部,當將膜豎直置放於較大區域上時,球間隔物引起出現外觀缺陷問題。因此,在可變式透射元件的領域中,經由圖案化具有網格或蜂巢結構的隔離壁的技術來解決外觀缺陷問題的研究已取得進展。
同時,為了增加可變式透射元件的可見度,已嘗試降低不參與透射率可變性的間隔區域的開發,然而,隨著圖案之間的間隔增加,由於圖案環境與圖案之間的中心部分之間的單元間隙差異的出現而出現外觀缺陷問題。為了解決此問題,藉由將導電黏著劑引入至可變式透射元件圖案的上部部分而使膜平坦且牢固地固定的研究方向亦已取得進展。
如上文所描述,為了製造可變式透射膜,需要最佳化圖案區域,且同樣需要改變圖案結構或製造方法。由此,有必要解決由未能保持單元間隙導致的對比度缺陷及對準缺陷所引起的可變式透射元件的驅動中的問題。
因此,在保持單元間隙的同時提高可變式透射元件的可見度的研究仍取得進展。 先前技術文獻 專利文獻 (專利文獻1)歐洲專利申請案特許公開案第0022311號
[技術問題]
本發明是關於一種圖案膜、一種包括其的可變式透射元件以及一種可變式透射元件製造方法。 [技術解決方案]
本申請案的一個實施例提供一種圖案膜,包括第一基底層;及形成於第一基底層上的多個間隔物圖案,其中間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物,球間隔物以嵌入於至少一個隔離壁間隔物中、部分嵌入於至少一個隔離壁間隔物中或與至少一個隔離壁間隔物接觸的形式包含在內,且第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%。
另一實施例提供一種可變式透射元件,包括根據本申請案的圖案膜;及第二基板,與圖案膜相對安置且藉由圖案膜的間隔物圖案與圖案膜保持間隔。
最後,本申請案的一個實施例提供一種可變式透射元件製造方法,所述方法包括製備根據本申請案的圖案膜;藉由在圖案膜的形成間隔物圖案的第一基底層上形成對準膜以便覆蓋間隔物圖案來形成第一層壓物;藉由在第二基底層及透明層的層壓物上形成黏著層來形成第二層壓物;層壓第一層壓物及第二層壓物使得第二層壓物的黏著層與第一層壓物的間隔物圖案側接觸;以及在第一層壓物與第二層壓物之間形成光調制層。 [有利作用]
在根據本申請案的一個實施例的圖案膜中,間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物,且第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%,其藉由在保持單元間隙的同時引入特定面積比來解決包括其的可變式透射元件的對比度缺陷及對準缺陷,且因此,可變式透射膜具有良好的驅動。
在下文中,將更詳細地描述本說明書。
將參考隨附圖式詳細描述本揭露內容的實施例,以使得所屬領域中具通常知識者容易地實施本揭露內容。然而,本揭露內容可以各種不同形式實施,且不限於本文所描述的實施例。
本申請案的一個實施例提供一種圖案膜,包括第一基底層;及形成於第一基底層上的多個間隔物圖案,其中間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物,球間隔物以嵌入於至少一個隔離壁間隔物中、部分嵌入於至少一個隔離壁間隔物中或與至少一個隔離壁間隔物接觸的形式包含在內,且第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%。
在根據本申請案的一個實施例的圖案膜中,間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物,且第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%,其藉由在保持單元間隙的同時引入特定面積比來解決包括其的可變式透射元件的對比度缺陷及對準缺陷,且因此,可變式透射膜具有良好的驅動。
在本申請案的一個實施例中,第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%意謂其中形成包含於第一基底層的特定單位面積中的間隔物圖案的面積比,且例如按第一基底層的單位面積100平方毫米計,當其中形成圖案的面積為10平方毫米時,間隔物圖案的面積比可定義為10%。
換言之,當第一基底層的特定單位面積定義為A,且包含於第一基底層的特定單位面積中的間隔物圖案的面積定義為B時,具有X%的單位面積比的間隔物圖案可滿足B/A×100=X%的方程式,且可意謂當第一基底層的總面積以100計時形成於第一基底層上的間隔物圖案的面積比。
在本申請案的一個實施例中,第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的面積比可滿足5%或大於5%且17%或小於17%,較佳6%或大於6%且17%或小於17%,以及更佳7%或大於7%且17%或小於17%。
藉由使第一基底層的每單位面積的間隔物圖案的面積比滿足上文所提及的範圍,藉由在之後包括其的可變式透射元件中具有優良對比度來獲得優良外觀的特性。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,間隔物圖案為規則圖案;或不規則圖案。
在本申請案的一個實施例中,間隔物圖案可為規則圖案。
在本申請案的一個實施例中,間隔物圖案可為不規則圖案。
在本申請案的一個實施例中,隔離壁間隔物由多個間隔點及連接間隔點的間隔線形成。本申請案中的間隔點用作用於調節規則性或不規則性的因素,且當形成由間隔線連接的間隔物圖案時,間隔線及間隔點可表示為隔離壁間隔物。
特定言之,操作不規則性的方法如下。
在本申請案的一個實施例中,隔離壁間隔物為不規則圖案且隔離壁間隔物具有50%的不規則性意謂用作調節因素的間隔點具有50%的不規則性,且在安置間隔點中的每一者時,意謂藉由在半徑為所選擇的間隔點的法向節距的50%(0.5節距)的圓形區域內隨機移動間隔點而具有不規則間隔物圖案。
換言之,具有X%的不規則性的間隔物圖案可意謂具有X%的不規則性的間隔點,且可意謂藉由在半徑為所選擇的間隔點的法向節距的X%(0.X節距)的圓形區域內隨機移動間隔點來滿足X%的不規則性。
特定言之,操作規則性及不規則性的方法如下。
可使用隨機數座標產生程式(CAD)來以以下方式設計間隔點。首先,在總面積為大約10毫米的基底層上,將100個點以280微米及940微米的間隔(節距)呈四邊形(網格)或六邊形排列規則地安置。
當藉由如上規則地形成間隔點且接著藉由連接間隔點形成間隔線來形成隔離壁間隔物圖案時,間隔物圖案具有0%的不規則性,亦即,間隔物圖案可經定義為具有規則圖案。
在四邊形排列中,可藉由設置程式調節間隔物圖案的不規則性,使得藉由隨機選擇4個間隔點所形成的正方形中的個別間隔點基於各間隔物在半徑為法向節距(P)的50%(0.5 P)或半徑為法向節距的70%(0.7 P)的圓形區域內隨機移動以移動個別間隔點,且形成具有不規則性(50%或70%)的間隔物圖案配置。在六邊形排列中,僅藉由選擇6個間隔點所形成的正六邊形的形成為不同的,且其餘過程與四邊形排列相同。
藉由設置個別間隔點的直徑且形成連接間隔點的間隔線來完成最終間隔物圖案。本文中形成的間隔物圖案可為五邊形或六邊形圖案以及四邊形圖案,且作為六邊形排列圖案,可形成四邊形、五邊形或七邊形圖案以及六邊形。
圖2為示出間隔點具有規則圖案的情況的俯視圖。特定言之,圖2為具有網格圖案及蜂巢圖案時的俯視圖,且可識別圖案中的每一者的法向節距及線寬。
圖4為與操作四邊形間隔物圖案的50%不規則性的方法相關的圖式。換言之,可識別出,在四邊形排列中,藉由設置程式形成具有不規則性(50%)的間隔物配置圖案,使得藉由隨機選擇4個間隔點所形成的正方形中的個別間隔點基於各間隔物在半徑為法向節距(P)的50%(0.5 P)的圓形區域內隨機移動以移動個別間隔點。
圖5為示出在操作四邊形間隔物圖案的50%不規則性之後的圖案的圖式。特定言之,其為具有經由圖4的操作而形成的四邊形間隔物圖案的50%不規則性的圖案,且不同於圖2,可識別出節距間隔變得不同。
在本申請案的一個實施例中,當間隔物圖案具有不規則圖案時,間隔物圖案可具有50%或大於50%且小於90%的不規則性。
在另一實施例中,間隔物圖案可具有50%或大於50%且小於90%,較佳50%或大於50%且小於80%,以及更佳50%或大於50%且小於75%的不規則性。
在根據本申請案的一個實施例的圖案膜中,間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物,且藉由間隔物圖案的不規則性滿足上文所提及的範圍,圖案結構自現有四邊形(網格)或六邊形(蜂巢)的一種類型的圖案擴展以包括各種圖案,且藉由引入不規則性,包括其的可變式透射元件具有由於繞射現象改善而漫反射減少的極佳可見度的特性。
圖1示出根據本申請案的一個實施例的圖案膜的側視圖。圖案膜在基底層(10)上具有間隔物圖案,且可識別出間隔物圖案包括隔離壁間隔物(20)及球間隔物(30),且球間隔物以嵌入於至少一個隔離壁間隔物中、部分嵌入於至少一個隔離壁間隔物中或與至少一個隔離壁間隔物接觸的形式包含在內。
特定言之,球間隔物包含物的形式可在圖1中特定地識別,且球間隔物嵌入於隔離壁間隔物中意謂完全嵌入於內部的形式,且部分嵌入意謂球間隔物嵌入於隔離壁間隔物內部且一部分球間隔物暴露於外部的形式,且以接觸的形式包含在內意謂隔離壁間隔物的一個表面與球間隔物的一個表面接觸。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,隔離壁間隔物的高度(H)的平均值為2微米或大於2微米且100微米或小於100微米,且隔離壁間隔物的高度的標準差為0.05微米或大於0.05微米且0.5微米或小於0.5微米。
在另一實施例中,隔離壁間隔物的高度(H)的平均值可為2微米或大於2微米且100微米或小於100微米,較佳5微米或大於5微米且90微米或小於90微米,以及更佳10微米或大於10微米且80微米或小於80微米。
在另一實施例中,隔離壁間隔物的高度的標準差可為0.05微米或大於0.05微米且0.5微米或小於0.5微米,較佳0.05微米或大於0.05微米且0.4微米或小於0.4微米,以及更佳0.05微米或大於0.05微米且0.3微米或小於0.3微米。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,間隔物圖案的線寬為10微米或大於10微米且200微米或小於200微米。
間隔物圖案的線寬可為例如10微米至200微米,且在另一實例中,可為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、16微米或大於16微米、17微米或大於17微米、18微米或大於18微米、19微米或大於19微米、20微米或大於20微米、21微米或大於21微米、22微米或大於22微米、23微米或大於23微米、24微米或大於24微米、25微米或大於25微米或26微米或大於26微米,或200微米或小於200微米、195微米或小於195微米、180微米或小於180微米、170微米或小於170微米、160微米或小於160微米、150微米或小於150微米、149微米或小於149微米、148微米或小於148微米、147微米或小於147微米或146微米或小於146微米。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,間隔物圖案的節距可為50微米或大於50微米且1,500微米或小於1,500微米。
間隔物圖案的節距可為例如50微米或大於50微米且1,500微米或小於1,500微米,且在另一實例中,可為50微米或大於50微米、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微米或280微米或大於280微米,或1,500微米或小於1,500微米、1,400微米或小於1,400微米或1,000微米或小於1,000微米。
可在不損害本申請案的目的的範圍內恰當地選擇間隔物圖案的節距及線寬。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,隔離壁間隔物的隔離壁的線寬(T)及球間隔物的平均粒徑(D)滿足以下方程式1。 [方程式1] 1.0≤T/D≤20
當根據本申請案的一個實施例的圖案膜滿足方程式1時,隔離壁間隔物的下部部分的固化度為適合的,其產生防止間隔物圖案的下部部分藉由剝離劑溶液、清潔溶液或在後續製程(顯影製程)中使用的顯影壓力(1巴或大於1巴)自第一基底層分離的特性。換言之,當方程式1具有小於1.0的值時,隔離壁間隔物的下部部分的固化度並不充足,其可引起經由間隔物圖案的下部部分藉由剝離劑溶液、清潔溶液或在後續製程(顯影製程)中使用的顯影壓力(1巴或大於1巴)自第一基底層分離而損失隔離壁間隔物的問題。當方程式1大於20時,在隔離壁間隔物的交叉點(間隔點區段)處發生過度固化現象,從而導致在除隔離壁間隔物以外的區域中固化,其可導致經由選擇性曝光/顯影使隔離壁間隔物的製造困難的問題。
在本申請案的一個實施例中,考慮到之後包括其的可變式透射元件的透射可變性,可適當地調節隔離壁間隔物的線寬(T)。
特定言之,隔離壁間隔物的隔離壁的線寬(T)可為10微米至200微米,且在另一實例中,可為20微米或大於20微米、30微米或大於30微米、40微米或大於40微米、50微米或大於50微米、60微米或大於60微米、70微米或大於70微米或80微米或大於80微米,或190微米或小於190微米、180微米或小於180微米、170微米或小於170微米、160微米或小於160微米、150微米或小於150微米、140微米或小於140微米、130微米或小於130微米、120微米或小於120微米、110微米或小於110微米、100微米或小於100微米或90微米或小於90微米。
考慮到之後包括其的可變式透射元件的上部基板與下部基板之間的間隔,可調節本申請案的球間隔物的平均粒徑(D)。舉例而言,球間隔物的平均粒徑(D)可為1微米至15微米,且在另一實例中,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微米或9微米或小於9微米。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,球間隔物的粒徑的標準差為0.8微米或小於0.8微米。
在另一實施例中,球間隔物的粒徑的標準差可為0.8微米或小於0.8微米,較佳0.7微米或小於0.7微米,以及更佳0.5微米或小於0.5微米,且可為0.05微米或大於0.05微米。
在本申請案的一個實施例中所提供的圖案膜中,間隔物圖案的光密度為0.4或大於0.4且4或小於4。
光密度可藉由量測間隔物圖案的透射率(單位:%)且接著將透射率代入至光密度方程式(光密度=-log10 (T),T為透射率)中來獲得。
在另一實施例中,間隔物圖案的光密度可滿足0.4或大於0.4且4.0或小於4.0,較佳0.5或大於0.5且3.5或小於3.5,以及更佳1.0或大於1.0且3.0或小於3.0。
在能夠調節透光率、顏色或反射率的可變式透射元件中,其中存在間隔物圖案的區域變為光學非活性區,且藉由根據本申請案的圖案膜滿足光密度範圍,可控制漏光,且當之後在可變式透射元件中使用時,可藉由獲得間隔物圖案的製備穩定性來確保均勻的光學效能。換言之,當驅動元件時,光密度小於上文所提及的範圍可藉由穿過間隔物內部(圖案光學非活性區)而引起漏光的問題,且光密度大於上文所提及的範圍可能引起造成圖案製備缺陷的問題,因為藉由增加實現低透射率(0.01%)的黑色顆粒(碳黑或類似者)的含量來抑制聚合物樹脂的UV固化。
在本申請案的一個實施例中,作為第一基底層,可使用在諸如液晶顯示器(liquid crystal display;LCD)的已知光學元件的構成中用於基板中的任何基底層。舉例而言,第一基底層可為無機基底層或有機基底層。無機基底層的實例可包括玻璃基底層及類似者,且有機基底層的實例可包括各種塑膠膜及類似者。塑膠膜的實例可包括三乙醯纖維素(triacetyl cellulose;TAC)膜;環烯烴共聚物(cyclo olefin copolymer;COP)膜,諸如降冰片烯衍生物;丙烯酸膜,諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methyl methacrylate);PMMA);聚碳酸酯(polycarbonate;PC)膜;聚烯烴膜,諸如聚乙烯(polyethylene;PE)或聚丙烯(polypropylene;PP);聚乙烯醇(polyvinyl alcohol;PVA)膜;二乙醯基纖維素(diacetyl cellulose;DAC)膜;聚丙烯酸酯(polyacrylate;Pac)膜;聚醚碸(poly ether sulfone;PES)膜;聚醚醚酮(polyetheretherketon;PEEK)膜;聚苯碸(polyphenylsulfone;PPS)膜、聚醚醯亞胺(polyetherimide;PEI)膜;聚萘二甲酸伸乙酯(polyethylene naphthalate;PEN)膜;聚對苯二甲酸伸乙酯(polyethylene terephthalate;PET)膜;聚醯亞胺(polyimide;PI)膜;聚碸(polysulfone;PSF)膜;聚芳酯(polyarylate;PAR)膜或類似者,但不限於此。
在一個實例中,第一基底層可為所謂的可撓性基底層。可撓性基底層的特定類型不受特別限制,且在上文所描述的基底層中,大部分塑膠膜或諸如薄玻璃的極薄無機基底亦可用作可撓性基底層。
第一基底層的厚度不受特別限制,且可根據應用選擇適當範圍。特定言之,厚度可滿足1微米或大於1微米且1,000微米或小於1,000微米,較佳10微米或大於10微米且900微米或小於900微米,以及更佳30微米或大於30微米且500微米或小於500微米的範圍。
在本申請案的一個實施例中,用於驅動可變式透射元件所需的另一構件可更包含於第一基底層與間隔物圖案之間。各種此類構件為吾人所知,且通常,包含電極層及類似者。
換言之,在本申請案的一個實施例中,圖案膜可更包括在基底層與間隔物圖案之間的電極層。
作為電極層,可使用已知材料。舉例而言,電極層可包括金屬合金、導電化合物或兩種或更多上述類型的混合物。其實例可包括金屬,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)、鋁或銦摻雜氧化鋅、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;以及類似者。亦可使用金屬薄膜(諸如Au、Ag或Cu)及高折射透明材料(諸如ZnS、TiO2 或ITO)以及類似者的層壓物來形成透明電洞注入電極層。
可使用諸如氣相沈積、濺鍍、化學氣相沈積或電化學方法的任何方法形成電極層。電極層可使用已知方法來圖案化而無特定限制,且例如,可經由使用光微影、蔽蔭罩幕或類似者的已知製程來圖案化。
本申請案的一個實施例提供一種可變式透射元件,包括根據本申請案的圖案膜;及第二基板,與圖案膜相對安置且藉由圖案膜的間隔物圖案與圖案膜保持間隔。
此類可變式透射元件可用於各種應用中。可使用可變式透射元件的應用的實例包括智慧型窗、窗保護膜、可撓性顯示器元件、有源延遲器或用於顯示3D影像的視角調節膜、封閉空間(包括建築物、容器或車輛)中的開口(諸如窗或天窗、眼用佩戴品或類似者)、窗及門、有機發光元件(organic light emitting devices;OLED)的遮光板以及類似者。眼用佩戴品的範疇可包括供觀察者經由鏡片(諸如普通眼鏡、太陽鏡、運動護目鏡)或可穿戴式元件(諸如頭盔)或用於體驗虛擬實境或擴增實境的元件來觀察外部而形成的所有眼用佩戴品。
在一個實例中,可變式透射元件自身可為車輛的天窗。舉例而言,在包括其中形成至少一或多個開口的車體的機動車輛中,可安裝且使用安裝於開口或車輛天窗上的可變式透射元件。
天窗為存在於車輛頂棚上的固定或移動(通風或滑動)開口,且可統稱為能夠起作用以使光或新鮮空氣流入車輛中的元件。天窗的操作方法在本申請案中不受特別限制,且例如,可手動操作或由馬達驅動,且可根據目標用途恰當地選擇天窗的形狀、大小或樣式。舉例而言,根據操作方法,天窗的實例可包括彈出型天窗、擾流器(平鋪及滑動)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、可移除式車頂板(t型車頂或塔爾加(targa)車頂)型天窗或太陽能型天窗或類似者,但不限於此。
在本申請案中示出的天窗可包括本申請案的可變式透射元件,且在此情況下,關於可變式透射元件的特定細節可與在可變式透射元件的部分中所提供的描述相同。
在本申請案的一個實施例中所提供的可變式透射元件中,第二基板包括第二基底層;形成於第二基底層上的透明層;以及設置於與透明層的第二基底層接觸的表面相對的表面上的黏著層,且黏著層與間隔物圖案側接觸。
另外,在本申請案的一個實施例中所提供的可變式透射元件更包括設置為覆蓋圖案膜的間隔物圖案的對準膜。
在本申請案的一個實施例中所提供的可變式透射元件更包括設置在由間隔物圖案保持與圖案膜的間隔的位置處的光調制層。
圖3示出根據本申請案的一個實施例的可變式透射元件的層壓結構。
特定言之,可確定,可變式透射元件包括間隔物圖案,所述間隔物圖案包括第一基底層(10)上的隔離壁間隔物(20)及球間隔物(30),且包括形成為覆蓋間隔物圖案的上部部分的對準膜(40),可變式透射元件具有其中由第二基底層(80)/透明層(70)/黏著層(60)形成的第二層壓物的結構,其中黏著層與間隔物圖案側接觸,且可變式透射元件包括設置在由間隔物圖案保持與圖案膜的間隔的位置處的光調制層(50)。
本申請案的光調制層為至少包括液晶化合物的層,且可意謂能夠經由施加外部信號或類似者來控制液晶化合物的對準狀態的光調制層。作為液晶化合物,可使用所有類型的液晶化合物,只要藉由施加外部信號來改變對準方向即可。液晶化合物的實例可包括向列液晶化合物、近晶相液晶化合物、膽固醇型液晶化合物或類似者。另外,液晶化合物可為不具有例如可聚合基團或可交聯基團從而藉由施加外部信號來改變對準方向的化合物。
本申請案的光調制層可更包括二向色染料以及液晶化合物。本說明書中的術語『染料』可意謂能夠在可見光區(例如400奈米至700奈米的波長範圍)中的至少部分或整個範圍內強烈吸收及/或改變光的材料,且術語『二向色染料』可意謂能夠在可見光區的至少部分或整個範圍內各向異性吸收光的材料。已知此類染料的實例包括偶氮染料、蒽醌染料或類似者,但不限於此。
在一個實例中,光調制層為包括液晶化合物及二向色染料的液晶層,且可為所謂的客體主體液晶層(客體主體液晶單元)。術語『GHLC層』可意謂其中遵循液晶的排列來排列二向色染料的功能層,且藉此具有關於二向色染料的排列方向中的每一者及垂直於排列方向的方向的各向異性光吸收特性。舉例而言,二向色染料為光吸收速率根據偏光方向而改變的材料,且在長軸方向上偏光的光的吸收速率較高時可稱為p型染料,且在短軸方向上偏光的光的吸收速率較高時可稱為n型染料。在一個實例中,當使用p型染料時,吸收在染料的長軸方向上振動的偏光,且可透射在染料的短軸方向上振動的偏光,因為其吸收較少。在下文中,除非另外特別提及,否則假定二向色染料為p型染料。
本揭露內容的發明人已確定,藉由在具有如上所述的液晶化合物的光調制層中包括二向色染料,可防止在側邊觀察期間可能發生在可變式透射元件中的漏光。客體主體液晶層中二向色染料的對準遵循液晶化合物的對準。因此,舉例而言,當可變式透射元件為經設計以在液晶化合物豎直對準時獲得低透射率的元件時,二向色染料亦處於豎直對準狀態或與其在液晶化合物的豎直對準狀態下對應的狀態。在與其對應的狀態下豎直對準或對準的此種二向色染料可吸收在側邊觀察期間洩漏的光。特定言之,可藉由引入此種方法而不引入單獨的補償結構來防止側光洩漏,且即使在聚合物膜基板不為等向性基板時,亦可在無複雜設計的情況下防止側光洩漏。
藉由本申請案的可變式透射元件的描述可進一步改良防止二向色染料的側光洩漏的此種效應。換言之,在包括液晶化合物及二向色染料的光調制層中,二向色染料的對準遵循液晶化合物的對準,且在本文中,藉由液晶對準膜的類型來判定液晶化合物的對準。本揭露內容的發明人已確定,藉由具有關於稍後描述的豎直對準力的黏著劑形成的液晶化合物的對準為其中在對準之後的二向色染料能夠有效地阻擋光漏泄至側邊的對準。因此,根據稍後提供的本申請案的描述可使防止二向色染料的側光洩漏的效果更最大化。
包含於光調制層中的液晶化合物可在不施加外部作用的狀態(亦即,初始狀態或正常狀態)下以豎直對準狀態存在。本說明書中的術語外部作用意謂改變液晶化合物的對準或排列而進行的所有類型的作用,且其代表性實例包括施加電壓。在液晶化合物中,在豎直對準狀態下的液晶化合物的排列方向可藉由外部作用改變,且當外部作用消失時可再次返回至豎直對準狀態。
在可變式透射元件的應用中,可根據待獲得的模式或結構適當地確定延遲(Rc)。舉例而言,包括在豎直對準狀態下的液晶化合物的液晶層可具有由下式1計算的30奈米或小於30奈米的平面內延遲(Rin),及在不施加外部作用的狀態下具有由下式2計算的500奈米或大於500奈米的厚度方向延遲(Rth)。此種範圍中的延遲適合於獲得例如在正常傳輸模式下的元件。 [式1] Rin =dx(nx-ny) [式2] Rth =dx(nz-ny)
Rin 為平面內延遲,Rth 為厚度方向延遲,d為光調制層的厚度,nx為光調制層的平面內慢軸方向上的折射率,ny為光調制層的平面內快軸方向上的折射率,且nz為光調制層的厚度方向上的折射率。
可變式透射元件可在不施加外部作用的狀態下展現透明模式,且可藉由外部作用切換至除透明模式以外的各種模式。可根據在不損害本申請案的目的的範圍內的可變式透射元件的應用適當地調節在不施加外部作用的狀態下的可變式透射元件的透光率。調節可變式透射元件的透光率的方法不受特別限制,且可包括例如調節稍後描述的二向色染料的含量的方法。
包含於光調制層中的二向色染料可在至少可見光區(例如,對於大約400奈米至700奈米範圍內的波長)中具有吸收。當確保此類吸收特性時,二向色染料可用作一種類型,或用作兩種或大於兩種類型的混合物。
在本申請案的一個實施例中,二向色染料的類型不受特別限制,且例如可使用所有類型的已知染料,只要其在液晶化合物的對準之後對準同時具有如上特性即可。作為二向色染料的實例,可使用黑色染料或彩色染料。
包含於光調制層中的二向色染料的比率可為例如5重量%或小於5重量%。二向色染料的比率為二向色染料相對於光調制層中所包含的所有組分的重量的比率。舉例而言,當光調制層包括液晶化合物、二向色染料以及對掌性摻雜劑時,二向色染料相對於三種組分的總重量的百分比可為二向色染料的比率。當二向色染料的比率過度增加時,當二向色染料遵循液晶化合物的水平對準時,可在前面吸收過多的光,其不為本申請案中預期的效果。換言之,需要適當地控制二向色染料的比率使得當遵循液晶化合物的水平對準時染料最低限度地吸附前光,同時當染料遵循液晶化合物的豎直對準時有效地防止側光洩漏。在另一實例中,二向色染料的比率可為4重量%或小於4重量%、3重量%或小於3重量%、2重量%或小於2重量%或1重量%,或0.1重量%或大於0.1重量%、0.2%重量或大於0.2%重量、0.3重量%或大於0.3重量%或0.4重量%或大於0.4重量%,但不限於此。
藉由在上文所提及的範圍內的光調制層中包括二向色染料,本申請案能夠藉由控制側邊上的漏光現象來提供具有極佳視角補償效果的可變式透射元件,同時在可變式透射元件的透明模式中在稍後描述的範圍內展現透射率。
本申請案可關於例如可變式透射元件,所述可變式透射元件經設計以藉由調節光調制層中的液晶化合物的排列而具有作為初始對準的豎直對準,且藉由施加外部信號使豎直對準狀態變為水平對準狀態。在本文中,初始對準為當未將外部信號施加至光調制層時的對準狀態。
本說明書中的術語豎直對準可意謂其中光調制層的指向矢或光調制層中的液晶化合物的指向矢相對於光調制層的平面大致豎直配置的狀態,且例如,由z軸、光調制層的參考平面的法線以及指向矢形成的角度可在大約80°至100°或85°至95°或大約90°的範圍內。另外,術語水平對準可意謂其中光調制層的指向矢或光調制層中的液晶化合物的指向矢相對於光調制層的參考平面大致平行配置的狀態,且例如,由光調制層的指向矢及參考平面形成的角度可在大約0°至10°或大約0°至5°或大約0°的範圍內。
在本說明書中,術語光調制層的指向矢或液晶化合物的指向矢可意謂光調制層的光軸或慢軸。舉例而言,當液晶分子具有棒狀形狀時,光軸或慢軸可意謂主軸方向,且當液晶分子具有盤狀形狀時,可意謂盤狀平面的法線方向上的軸。當在光調制層中包含具有不同指向矢的多種液晶化合物時,術語指向矢可意謂液晶化合物的指向矢的向量和。
在一個實例中,光調制層可經設計以實現扭轉對準模式。本說明書中的術語扭轉對準模式可意謂其中液晶化合物的指向矢在沿假想螺旋軸扭轉以形成層的同時經對準的螺旋結構。可以上文所描述的豎直或水平對準模式實現扭轉對準模式。舉例而言,豎直扭轉對準模式可意謂其中個別液晶化合物在豎直對準狀態下沿螺旋軸扭轉以形成層的狀態,且水平扭轉對準模式可意謂其中個別液晶化合物在水平對準狀態下沿螺旋軸扭轉以形成層的狀態。
在扭轉對準模式中,光調制層的厚度(d)及間距(p)可具有例如1或小於1的比率(d/p)。當比率(d/p)大於1時,可出現諸如指域的問題,且因此,可將比率儘可能調節至上文所提及的範圍。在另一實例中,比率(d/p)亦可為大約0.95或小於0.95、大約0.9或小於0.9、大約0.85或小於0.85、大約0.8或小於0.8、大約0.75或小於0.75、大約0.7或小於0.7、大約0.65或小於0.65、大約0.6或小於0.6、大約0.55或小於0.55、大約0.5或小於0.5或大約0.45或小於0.45,或大約0.1或大於0.1、大約1.15或大於1.15、大約0.2或大於0.2、大約0.25或大於0.25、大約0.3或大於0.3或大約0.35或大於0.35。在本文中,光調制層的厚度(d)可具有與可變式透射元件中的單元間隙相同的含義。
扭轉對準模式下的光調制層的間距(p)可使用楔形液晶盒(wedge cell)的量測方法來量測,且特定言之,可使用D.波多爾斯基(D.Podolskyy)等人的使用條楔格朗德讓-坎諾單元(stripe-wedge Grandjean-Cano cell)精確量測膽固醇間距的簡單方法(液晶(Liquid Crystals),第35卷,第7號,2008年7月8日,789-791)中所描述的方法。
如上所述,由厚度(d)與間距(p)的比率形成的液晶化合物的對準可在遵循其的二向色染料的對準為豎直對準時有效地吸收待在側邊上漏泄的光,且在水平對準時可使前光的吸收最小化。
光調制層可更包括所謂的對掌性摻雜劑以便實現扭轉模式。換言之,光調制層可更包括對掌性摻雜劑以及液晶化合物及二向色染料。
可包含於光調制層中的對掌性摻雜劑不受特別限制,只要其在不損害諸如向列規則性的液晶特性的情況下誘導目標扭轉即可。用於誘導液晶分子旋轉的對掌性摻雜劑需要在分子結構中至少包括對掌性。對掌性摻雜劑的實例可包括具有一個、兩個或大於兩個不對稱碳的化合物,在雜原子上具有不對稱點的化合物(諸如對掌性胺或對掌性亞碸),或具有軸向不對稱光學活性位點的化合物(諸如疊烯或聯萘酚)。對掌性摻雜劑可為例如具有1,500或小於1,500的分子量的低分子化合物。作為對掌性摻雜劑,可使用可商購的對掌性向列液晶,諸如默克公司(Merck)的對掌性摻雜劑液晶S811、BASF的LC756或類似者。
對掌性摻雜劑的施加比率不受特別限制,只要實現目標比率(d/p)即可。對掌性摻雜劑的含量(重量%)通常藉由100/(螺旋扭轉力(helical twisting power;HTP))×間距(奈米))的公式計算,且可考慮目標間距(p)來選擇適當比率。
光調制層可包括具有負介電各向異性的液晶化合物,或光調制層可具有上文所提及的介電各向異性。可考慮本申請案的目的來適當地選擇介電各向異性的絕對值。術語『介電各向異性(Δλ)』可意謂水平介電常數(ε//)與豎直介電常數(ε⊥)之間的差(ε//-ε⊥)。本說明書中的術語水平介電常數(ε//)意謂在施加電壓使得液晶分子的指向矢及所施加電壓的電場的方向實質上水平的同時沿著電場的方向所量測的介電常數值,且豎直介電常數(ε⊥)意謂在施加電壓使得液晶分子的指向矢及所施加電壓的電場的方向實質上垂直的同時沿著電場的方向所量測的介電常數值。
液晶層可包括具有在大約0.04至0.15範圍內的折射率各向異性(nΔ)的液晶化合物,或液晶層可具有上文所提及的折射率各向異性。本申請案中提及的折射率各向異性(nΔ)為非尋常折射率(ne)與尋常折射率(no)之間的差(ne-no),其可使用阿貝折射計(Abbe refractometer)確認,且具體方法遵循在以下實例中所揭露的方法。在另一實例中,折射率各向異性(nΔ)可為大約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。
可考慮本申請案的目的恰當地選擇本申請案的光調制層的厚度。在一個實例中,光調制層可具有大約15微米或小於15微米的厚度。藉由如上控制厚度,可獲得在透明模式及阻擋模式下具有較大透射率差的元件,亦即,具有極佳透射率可變特性的元件。在另一實例中,厚度可為大約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微米或8微米或小於8微米,或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、7微米或大於7微米或8微米或大於8微米,但不限於此。
在本申請案的一個實施例中,透明層可為透明導電層,且透明導電層可藉由沈積導電聚合物、導電金屬、導電奈米線或金屬氧化物(諸如氧化銦錫(ITO))或類似者形成。除此之外,可形成透明導電層的各種材料及形成方法為吾人所知,且可無限制地使用此等材料及形成方法。
在本申請案的一個實施例中所提供的可變式透射元件中,黏著層包括具有豎直對準力的黏著劑。
本說明書中的術語『具有豎直對準力的黏著劑』可意謂包括豎直對準黏著劑的層,所述豎直對準黏著劑具有能夠黏著第一層壓物及第二層壓物的黏著強度,同時為存在於光調制層中的材料提供豎直對準力。
本說明書中的術語具有豎直對準力的黏著層可意謂具有針對液晶分子的豎直對準力及黏著強度兩者的材料。
作為本申請案中具有豎直對準力的黏著層,可使用例如矽酮黏著劑。作為矽酮黏著劑,可使用包括可固化矽酮化合物的組成物的固化材料。可固化矽酮化合物的類型不受特別限制,且例如,可使用熱可固化矽酮化合物或UV可固化矽酮化合物。
在本申請案的一個實例中,可固化矽酮化合物為可加成固化矽酮化合物,且可包括(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結氫原子的有機聚矽氧烷。此類矽酮化合物可使用例如在稍後描述的催化劑存在下的加成反應來形成固化材料。
(1)有機聚矽氧烷為形成矽酮固化材料的主要組分,且可在一個分子中包括至少兩個烯基。在本文中,烯基的特定實例可包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基或類似者,且儘管其中乙烯基可為較佳的,但烯基不限於此。在(1)有機聚矽氧烷中,上文所描述的烯基的鍵結位置不受特別限制。舉例而言,烯基可鍵結至分子鏈的末端及/或分子鏈的側鏈。另外,在(1)有機聚矽氧烷中,除上文所描述的烯基以外可包含的取代基的類型可包括烷基,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,諸如苯甲基或苯乙基;經鹵素取代的烷基,諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基以及類似者,且儘管其中甲基或苯基為較佳的,但取代基不限於此。
(1)有機聚矽氧烷的分子結構不受特別限制,且可具有任何形狀,諸如直鏈形狀、分支鏈形狀、環狀形狀、網狀形狀或具有形成分支鏈形狀的部分的直鏈形狀。在本申請案中,在如上分子結構中尤佳具有直鏈形狀分子結構,然而,分子結構不限於此。同時,自固化材料的硬度及折射率的觀點來看,較佳使用分子結構中含有芳族基(諸如芳基或芳烷基)的有機聚矽氧烷作為本揭露內容中的(1)有機聚矽氧烷,然而,(1)有機聚矽氧烷不限於此。
可用於本申請案中的(1)有機聚矽氧烷的更特定實例可包括分支鏈兩端三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物;分支鏈兩端三甲基矽氧烷基封端的甲基乙烯基聚矽氧烷;分支鏈兩端三甲基矽氧烷基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;分支鏈兩端二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基聚矽氧烷;分支鏈兩端二甲基乙烯基矽氧烷基封端的甲基乙烯基聚矽氧烷;分支鏈兩端二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物;分支鏈兩端二甲基乙烯基矽氧烷基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 SiO1/2 表示的矽氧烷單元、由R1 2 R2 SiO1/2 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 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,以及其兩種或大於兩種的混合物,但不限於此。在上文中,R1 為除烯基以外的烴基,且其特定實例可包括烷基,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,諸如苯甲基或苯乙基;經鹵素取代的烷基,諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基,以及類似者。另外,R2 為烯基,且其特定實例可包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基或類似者。
在本揭露內容的一個態樣中,(1)有機聚矽氧烷在25℃下可具有50厘泊至500,000厘泊(centipoise;CP),且較佳400厘泊至100,000厘泊的黏度。當黏度小於50厘泊時,矽酮化合物的固化材料的機械強度可能降低,且當黏度大於500,000厘泊時,處理特性或可加工性可能下降。
在可加成固化矽酮化合物中,(2)有機聚矽氧烷可起交聯(1)有機聚矽氧烷的作用。在(2)有機聚矽氧烷中,氫原子的鍵結位置不受特別限制,且例如,可鍵結至分子鏈的末端及/或側鏈。另外,在(2)有機聚矽氧烷中,除矽鍵結氫原子以外可包含的取代基的類型不受特別限制,且可包括例如在(1)有機聚矽氧烷中所描述的烷基、芳基、芳烷基或經鹵素取代的烷基或類似者,且儘管其中甲基或苯基為較佳的,但取代基不限於此。
同時,(2)有機聚矽氧烷的分子結構不受特別限制,且可具有任何形狀,諸如直鏈形狀、分支鏈形狀、環狀形狀、網狀形狀或具有形成分支鏈形狀的部分的直鏈形狀。在本申請案中,在如上分子結構中尤佳具有直鏈形狀分子結構,然而,分子結構不限於此。
可用於本揭露內容中的(2)有機聚矽氧烷的更特定實例可包括分支鏈兩端三甲基矽氧烷基封端的甲基氫聚矽氧烷;分支鏈兩端三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫共聚物;分支鏈兩端三甲基矽氧烷基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;分支鏈兩端二甲基氫矽氧烷基封端的二甲基聚矽氧烷;分支鏈兩端二甲基氫矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物;分支鏈兩端二甲基氫矽氧烷基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,以及其兩種或大於兩種的混合物,但不限於此。在上文中,R1 為除烯基以外的烴基,且其特定實例可包括烷基,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,諸如苯甲基或苯乙基;經鹵素取代的烷基,諸如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基,以及類似者。
在本申請案中,(2)有機聚矽氧烷在25℃下可具有例如1厘泊至500,000厘泊(CP),且較佳5厘泊至100,000厘泊的黏度。當黏度小於1厘泊時,矽酮化合物的固化材料的機械強度可能降低,且當黏度大於500,000厘泊時,處理特性或可加工性可能下降。
在本申請案中,(2)有機聚矽氧烷的含量不受特別限制,只要其包含在達成適當固化的程度即可。舉例而言,相對於上文所描述的(1)有機聚矽氧烷中所包含的一個烯基,(2)有機聚矽氧烷的量可為0.5個至10個矽鍵結氫原子。當矽鍵結氫原子的數目小於0.5時,可固化矽酮化合物可能未充分固化,且當數目大於10時,固化材料的耐熱性可能降低。同時,自固化材料的硬度及折射率的觀點來看,較佳使用分子結構中含有芳族基(諸如芳基或芳烷基)的(2)有機聚矽氧烷作為本揭露內容中的(2)有機聚矽氧烷,然而,(2)有機聚矽氧烷不限於此。
在本申請案中,可加成固化矽酮化合物可更包括鉑或鉑化合物作為用於固化的催化劑。此類鉑或鉑化合物的特定實例可包括鉑細粉、鉑黑、鉑負載型二氧化矽細粉、鉑負載型活性碳、氯化鉑酸、四氯化鉑、氯化鉑酸的醇溶液、鉑及烯烴的錯合物、鉑及烯基矽氧烷(諸如1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二矽氧烷)的錯合物、粒徑小於10微米的含有此等鉑或鉑化合物的熱塑性樹脂細粉(聚苯乙烯樹脂、耐綸樹脂、聚碳酸酯樹脂、矽酮樹脂以及類似者),但不限於此。
本揭露內容的可加成固化矽酮化合物中的上述催化劑的含量不受特別限制,且可為例如0.1百萬分率至500百萬分率,且較佳1百萬分率至50百萬分率的量作為整個化合物中的重量單元。當催化劑含量小於0.1百萬分率時,組成物的可固化性可能下降,且當含量大於500百萬分率時,經濟可行性可能下降。
在本申請案中,就增強儲存穩定性、處理特性以及可加工性而言,可加成固化矽酮化合物可更包括固化抑制劑,諸如炔醇,諸如3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇或苯基丁炔醇;烯炔化合物,諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔或3,5-二甲基-3-己烯-1-炔;1,2,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基環四矽氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基環四矽氧烷或苯并三唑。固化抑制劑的含量可在不損害本揭露內容的目的的範圍內適當地選擇,且例如按重量計可在10百萬分率至50,000百萬分率的範圍內。
在本申請案中,矽酮化合物為可縮合固化矽酮化合物,且可包括例如(a)含烷氧基的矽氧烷聚合物;及(b)含羥基的矽氧烷聚合物。
可用於本揭露內容中的(a)矽氧烷聚合物可為例如由以下化學式1表示的化合物。 [化學式1] R1a R2b SiOc (OR3)d
在式中,R1及R2各自獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的單價烴基,R3表示烷基,且當存在多個R1、R2以及R3中的每一者時,其可彼此相同或不同,a及b各自獨立地表示0或大於0且小於1的數值,a+b表示大於0且小於2的數值,c表示大於0且小於2的數值,d表示大於0且小於4的數值,且(a+b+c)×2+d為4。
在本揭露內容中,當藉由凝膠滲透層析法量測時,由化學式1表示的矽氧烷聚合物可具有1,000至100,000,較佳1,000至80,000,以及更佳1,500至70,000的聚苯乙烯轉換的重均分子量。當(a)矽氧烷聚合物具有上文所提及的範圍內的重均分子量時,可獲得良好的固化材料而不在形成矽酮固化材料期間引起諸如裂痕的缺陷。
在化學式1的定義中,單價烴的實例可包括具有1個至8個碳原子的烷基、苯基、苯甲基或甲苯基或類似者,且本文中具有1個至8個碳原子的烷基的實例可包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基或類似者。另外,在化學式1的定義中,單價烴基可經已知的取代基取代,所述已知的取代基諸如(例如)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。另外,在化學式1的定義中,R3的烷基的實例可包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或類似者。在此類烷基中,甲基、乙基或類似者為較佳的,然而,烷基不限於此。
在本揭露內容中,在化學式1的聚合物中,較佳使用分支鏈或三級交聯矽氧烷聚合物。另外,在(a)矽氧烷聚合物中,羥基可保持在不損害本揭露內容的目的的範圍內,特定言之,在不抑制去醇化反應的範圍內。
此類(a)矽氧烷聚合物可藉由例如水解及縮合多官能烷氧基矽烷、多官能氯矽烷或類似者來製備。所屬領域中具通常知識者可根據目標(a)矽氧烷聚合物容易地選擇適當多官能烷氧基矽烷或氯矽烷,且使用其的水解及縮合反應的條件同樣可容易地控制。同時,當製備(a)矽氧烷聚合物時,可根據目的組合使用適當單官能烷氧基矽烷。
此類(a)矽氧烷聚合物的實例可包括可商購的有機矽氧烷聚合物,諸如信越矽利光(Shin-Etsu Silicone)的X40-9220或X40-9225;GE東麗矽利光(GE Toray Silicone)的XR31-B1410、XR31-B0270或XR31-B2733。同時,自固化材料的硬度及折射率的觀點來看,較佳使用分子結構中含有芳族基(諸如芳基或芳烷基)的(a)有機聚矽氧烷作為本揭露內容中的(a)有機聚矽氧烷,然而,(a)有機聚矽氧烷不限於此。同時,作為包含於可縮合固化矽酮化合物中的(b)含羥基的矽氧烷聚合物,可使用例如由以下化學式2表示的化合物。 [化學式2]
Figure 02_image001
在化學式2中,R4 及R5 各自獨立地表示氫;或經取代或未經取代的單價烴基,且當存在多個R4 及R5 中的每一者時,其可彼此相同或不同,且n表示5至2,000的整數。
在化學式2的定義中,單價烴基的特定類型可包括例如與上文所描述的化學式1中相同的烴基。
在本揭露內容中,當藉由凝膠滲透層析法量測時,化學式2的矽氧烷聚合物可具有500至100,000,較佳1,000至80,000,以及更佳1,500至70,000的聚苯乙烯轉換的重均分子量。當(b)矽氧烷聚合物具有上文所提及的範圍內的重均分子量時,可獲得良好的固化材料而不會在形成矽酮固化材料期間引起諸如裂痕的缺陷。
此類(b)矽氧烷聚合物可藉由例如水解及縮合二烷氧基矽烷、二氯矽烷以及/或類似者來製備。所屬領域中具通常知識者可根據目標(b)矽氧烷聚合物容易地選擇適當二烷氧基矽烷或二氯矽烷,且使用其的水解及縮合反應的條件同樣可容易地控制。此類(b)矽氧烷聚合物的實例可包括可商購的雙官能有機矽氧烷聚合物,諸如GE東麗矽利光的XC96-723、YF-3800、YF-3804或類似者。同時,自固化材料的硬度及折射率的觀點來看,較佳使用分子結構中含有芳族基(諸如芳基或芳烷基)的(1)有機聚矽氧烷作為本揭露內容中的(1)有機聚矽氧烷,然而,(1)有機聚矽氧烷不限於此。
具有豎直對準力的黏著層的類型不受特別限制且可根據目標應用適當地選擇,且例如,可適當地選擇且使用固體黏著劑、半固體黏著劑、彈性黏著劑或液體黏著劑。固體黏著劑、半固體黏著劑或彈性黏著劑可稱為所謂的壓敏黏著劑(pressure sensitive adhesive;PSA),且可在將物體黏結至黏附之前固化。液體黏著劑可稱為所謂的光學透明樹脂(optical clear resin;OCR),且可在將物體黏結至黏附之後固化。作為本申請案中具有豎直對準力的PSA型黏著劑,聚二甲基矽氧烷黏著劑或聚甲基乙烯基矽氧烷黏著劑可用作實例,且作為具有豎直對準力的OCR型黏著劑,可使用烷氧基矽酮黏著劑,然而,PSA型黏著劑及OCR型黏著劑不限於此。
藉由在此類配置下包括具有此類特性的黏著層,可提供一種可變式透射元件,所述可變式透射元件能夠藉由控制漏光(特定言之在阻擋模式下)來展現優良光學特性,同時具有優良黏著強度。
在本申請案的一個實施例中,具有豎直對準力的黏著劑可包括功能性奈米粒子。
術語『功能性奈米粒子』意謂具有改變具有豎直對準力(諸如向具有豎直對準力的黏著層提供電導率特性或固定介電常數值)的黏著層的電特性的功能的奈米尺寸粒子。
另外,降低可變式透射元件的驅動電壓的效果可最終取決於功能性奈米粒子的內含物及其含量範圍而變化。
在一個實例中,具有豎直對準力的黏著層可以0.005重量%至60重量%的比率包括功能性奈米粒子。在一特定實例中,具有豎直對準力的黏著層可以0.05重量%至50重量%或0.1重量%至40重量%的比率包括功能性奈米粒子。在上文所提及的範圍內,可確保降低驅動電壓的目標特性。
功能性奈米粒子的類型不受特別限制,只要其能夠在滿足上文所描述的定義的同時向顯示元件提供降低驅動電壓的特性,然而,例如可包含導電奈米粒子、介電奈米粒子或類似者。
在本申請案中,術語『導電粒子』意謂展現固定電導率的粒子作為允許通電的粒子。為方便起見,導電粒子稱為粒子,然而,形狀不受特別限制。
導電粒子用於向具有豎直對準力的黏著層提供固定電導率,且可具有1.0×101 西門子/公尺或大於1.0×101 西門子/公尺的電導率。在另一實例中,電導率可為1.0 × 102 西門子/公尺或大於1.0 × 102 西門子/公尺、1.0 × 103 西門子/公尺或大於1.0 × 103 西門子/公尺、1.0 × 104 西門子/公尺或大於1.0 × 104 西門子/公尺或1.0 × 105 西門子/公尺或大於1.0 × 105 西門子/公尺。當考慮向具有豎直對準力的黏著層提供較高電導率的目的時,導電粒子的電導率的上限值不受特別限制,但可為例如1.0 × 1012 西門子/公尺或小於1.0 × 1012 西門子/公尺。
在本申請案中,術語『介電粒子』意謂作為具有保持電的功能的材料的具有固定介電常數的粒子。為方便起見,介電粒子稱為粒子,然而,形狀不受特別限制。
功能性奈米粒子的形狀可為管形、線形、棒形或環形以及粒子形狀。
在一個實例中,功能性奈米粒子可具有球形奈米粒子、奈米管、奈米線、奈米棒或奈米環形狀。術語『奈米環』可意謂作為具有球形的奈米粒子,藉由包括中空部分而具有整體環形狀的奈米結構。
在一個實例中,功能性奈米粒子可為球形奈米粒子。
特定言之,作為功能性奈米粒子,可包含ITO奈米粒子、Ag奈米線、二氧化矽奈米粒子或類似者作為一實例,然而,功能性奈米粒子不限於此。
在本申請案中,在上文所描述的功能性粒子中,可適當地選擇與包含於上文所描述的黏著層中的材料具有適當相容性且藉此具有能夠均勻地分散於豎直對準黏著層中的特性的彼等粒子,且包含於豎直對準黏著層中。
藉由在固定含量範圍內包括上文所描述的功能性奈米粒子,本申請案的豎直對準黏著層可向豎直對準黏著層提供電導率特性或固定介電常數值。特定言之,取決於功能性奈米粒子的內含物,豎直對準黏著層可具有固定的電導率差或介電常數差。
在一個實例中,豎直對準黏著層可包括功能性奈米粒子以便滿足以下數學方程式1。 [數學方程式1] Gi ×100≤GN ≤1×1010 S/m
在數學方程式1中,GN 表示包括功能性奈米粒子的具有豎直對準力的黏著層的電導率值(西門子/公尺),且Gi 表示不包括功能性奈米粒子的具有豎直對準力的黏著層的電導率值(西門子/公尺)。
當在可變式透射元件中包括具有豎直對準力且滿足數學方程式1的黏著層時,可有效地誘導將電場的施加至光調制層,其導致實質上減小單元間隙差的效果,且最終,可實現降低可變式透射元件的驅動電壓的效果。
特定言之,與當具有豎直對準力的黏著層不包括功能性粒子時可實現的電導率值相比,可藉由在具有豎直對準力的黏著層中包括具有固定電導率的功能性粒子來實現的電導率值可為100倍或大於100倍、110倍或大於110倍、120倍或大於120倍、130倍或大於130倍、140倍或大於140倍或150倍或大於150倍。在上文所提及的範圍中,可將電場施加至光調制層,且可獲得降低驅動電壓的目標效果。
更特定言之,具有豎直對準力的黏著層可具有例如1.0×10-5 西門子/公尺或大於1.0×10-5 西門子/公尺的電導率值。在此類電導率範圍中,與光調制層相比獲得相對較低的電阻值,且可將電場施加至中間層。在另一實例中,黏著層可具有2.0×10-5 西門子/公尺或大於2.0×10-5 西門子/公尺或2.1×10-5 西門子/公尺或大於2.1×10-5 西門子/公尺的電導率。電導率值的上限不受特別限制,且可為例如1×1010 西門子/公尺或小於1×1010 西門子/公尺。
在另一實例中,具有豎直對準力的黏著層可包括功能性奈米粒子以便滿足以下數學方程式2。 [數學方程式2] Ci ×1.5≤CN ≤ 50
在數學方程式2中,CN 表示包括功能性奈米粒子的具有豎直對準力的黏著層的介電常數值,且Ci 表示不包括功能性奈米粒子的具有豎直對準力的黏著層的介電常數值。
換言之,與當具有豎直對準力的黏著層不包括功能性粒子時可實現的介電常數值相比,可藉由在具有豎直對準力的黏著層中以固定含量包括功能性粒子來實現的介電常數值可為1.5倍或大於1.5倍、1.6倍或大於1.6倍、1.7倍或大於1.7倍、1.8倍或大於1.8倍、1.9倍或大於1.9倍或2倍或大於2倍。在上文所提及的範圍中,可將電場施加至光調制層,且可獲得目標驅動電壓效果。
特定言之,具有豎直對準力的黏著層可具有例如3.00或大於3.00的介電常數值。在此類介電常數範圍中,與光調制層相比獲得相對較低的電阻值,且可將電場施加至中間層。在另一實例中,具有豎直對準力的黏著層可具有3.50或3.70或大於3.70的介電常數。介電常數值的上限不受特別限制,且可為例如50或小於50。
當具有豎直對準力的黏著層包括功能性奈米粒子以便滿足上文所描述的數學方程式1或數學方程式2時,可確保降低可變式透射元件的驅動電壓的目標特性。
在本申請案的一個實施例中,關於第二基底層的描述可與關於上文提供的第一基底層的描述相同。
在本申請案的一個實施例中,對準膜可用於判定光調制層中液晶的初始對準。在本文中,本文所使用的對準膜的類型不受特別限制,且可為例如已知的摩擦對準膜或光對準膜。
對準方向可為摩擦對準膜中的摩擦方向,及光對準膜中經照射偏光的方向,且此類對準方向可使用偵測方法使用線性偏振層來識別。舉例而言,在具有扭轉對準模式(諸如扭轉向列(twisted nematic;TN)模式)的本申請案的光調制層中,當在一個表面上安置線性偏光層且在改變偏光層的吸收軸的同時量測透射率時,當吸收軸或透射軸與對準膜的對準方向一致時,透射率趨向於降低,且可經由反映所使用的液晶化合物的折射率各向異性或類似者的模擬來識別對準方向。已知根據本申請案的光調制層的模式來識別對準方向的方法。
本申請案的一個實施例提供一種可變式透射元件製造方法,所述方法包括製備根據本申請案的圖案膜;藉由在圖案膜的形成間隔物圖案的第一基底層上形成對準膜以便覆蓋間隔物圖案來形成第一層壓物;藉由在第二基底層及透明層的層壓物上形成黏著層來形成第二層壓物;層壓第一層壓物及第二層壓物使得第二層壓物的黏著層與第一層壓物的間隔物圖案側接觸;以及在第一層壓物與第二層壓物之間形成光調制層。
經由此類製造方法,根據本申請案的可變式透射膜可具有特定層壓結構。
在下文中,將參考實例更詳細地描述本說明書。然而,以下實例僅出於說明的目的,且不限制本說明書。 製備實例 實例 1>
以以下方式製備用於形成隔離壁間隔物的可固化組成物。
將黑色球間隔物及暗化材料混合至隔離壁間隔物製備中通常使用的黏合劑中,作為包括UV可固化丙烯酸酯化合物、聚合引發劑以及分散劑的黏合劑以製備可固化組成物。在本文中,作為黑色球間隔物,使用平均粒徑為大約8微米、變異係數(coefficient of variation;CV)為4以及粒徑的標準差為大約0.32微米的黑色球間隔物(製造商:積水化學工業株式會社(Sekisui Chemical),產品名稱:KBN 508)。相對於100重量份的黏合劑,以2.5重量份混合黑色球間隔物。另外,作為暗化材料,在材料中以大約3重量%的比率混合碳黑。所製備的組成物經鑑別具有大約1.36的光密度(optical density;OD)。
對於具有形成於表面上的非晶氧化銦錫(ITO)電極層的單軸向延長基底膜(PET,聚(對苯二甲酸伸乙酯)),將2毫升至3毫升上文製備的可固化組成物滴加於電極層上,且使用罩幕來壓縮滴加的混合物以形成包括基底層、電極層、可固化組成物層以及罩幕的層壓物,且向罩幕照射紫外光以固化可固化組成物層。(照射劑量:320毫焦/平方公分)
作為所使用的罩幕,如圖6中所示出,使用具有其中圖案化遮光層(AgX,X=Cl、F、Br或I)及釋放層連續形成於PET膜、透明基底膜上的形狀的罩幕。在本文中,遮光層圖案具有四邊形排列規則。舉例而言,假設在總面積為大約10毫米的基底層上各自以250微米的恆定間隔(法向節距)安置100個點的狀態(法向安置的狀態)。在本文中,將個別點的底部的截面積調節至大約10微米。接著,藉由線連接個別點以形成具有大約10微米的線寬的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)。
在照射紫外光之後,移除(顯影)未固化的可固化組成物以形成隔離壁間隔物。圖1為如上文製造的形成間隔物圖案的圖案膜的橫截面圖。如同圖1,隔離壁間隔物以黑色球間隔物嵌入、部分嵌入或接觸的形式形成間隔物圖案。所製備的隔離壁間隔物具有大約8.2微米至8.4微米的高度,平均為大約8.3微米,且線寬量測為大約15微米至21微米,平均為大約17.6微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)的區域的比率為大約13.6%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.95微米。
圖7為繪示根據本申請案的實例1的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且識別出不具有在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象或圖案斷開的製造。 實例 2>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案節距350微米)以外,以與實例1中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約8.2微米至8.4微米的高度,平均為大約8.3微米,且線寬量測為大約14微米至18微米,平均為大約16.1微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)的區域的比率為大約9%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.7微米。
圖8為繪示根據本申請案的實例2的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且識別出不具有在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象或圖案斷開的製造。 比較實例 1>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案線寬13微米)以外,以與實例1中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約8.2微米至8.4微米的高度,平均為大約8.3微米,且線寬量測為大約20微米至25微米,平均為大約22.4微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)的區域的比率為大約17.1%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約1.0微米。
圖9為繪示根據本申請案的比較實例1的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且觀察到由在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象所引起的固化區域。 比較實例 2>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案節距1100微米)以外,以與實例1中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約8.2微米至8.4微米的高度,平均為大約8.3微米,且線寬量測為大約20微米至25微米,平均為大約22.4微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)的區域的比率為大約4.0%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.98微米。
圖10為繪示根據本申請案的比較實例2的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且識別出不具有在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象或圖案斷開的製造。 對實例 1 、實例 2 比較實例 1 及比較實例 2 的元件的評估
在實例1、實例2、比較實例1以及比較實例2的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案膜中的每一者上,塗覆且乾燥(100℃)豎直對準膜(日產公司(Nissan Corporation),5661LB3)。除了圖案以外,在具有形成於表面上的非晶氧化銦錫(ITO)電極層的單軸向延長聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)基底膜中,亦以相同方式在電極層上形成豎直對準膜(JSR公司,R4),且因此,形成第一層壓物。
此後,在第二基底層上的ITO層上塗覆且乾燥具有豎直對準力的黏著劑(Si-OCA:信越化學(Shin-Etsu Chemical),產品名稱:KR-3700)以製備第二層壓物。
將上文形成的第一層壓物及第二層壓物安置為面向彼此,同時藉由間隔物圖案保持間隔,且在將液晶組成物注入至間隔中之後,密封邊緣以製造可變式透射元件。
使用層壓方法注入液晶組成物,且作為液晶組成物,使用混合液晶(液晶:JNC,產品名稱:SHN-7002XX T12/對掌性添加劑:默克公司,產品名稱S811/染料:BASF,產品名稱:X12)。
在使用電源(菊水電子公司(Kikusui Electronics Corporation),PCR500M)施加40伏之後的狀態下評估製造的可變式透射元件的外觀。特定言之,圖11為繪示在使用實例1的圖案膜向可變式透射元件施加40伏之後的狀態下的外觀的圖式,圖12為繪示在使用實例2的圖案膜向可變式透射元件施加40伏之後的狀態下的外觀的圖式,圖13為繪示在使用比較實例1的圖案膜向可變式透射元件施加40伏之後的狀態下的外觀的圖式,且圖14為繪示在使用比較實例2的圖案膜向可變式透射元件施加40伏之後的狀態下的外觀的圖式。
已確定使用實例1及實例2的圖案膜的可變式透射元件具有清晰外觀而在對準中無缺陷,然而,在比較實例1中,在形成由過度固化現象引起的固化區域時觀察到由對準缺陷引起的黑點。儘管在比較實例2中未出現過度固化現象,但已確定,由於藉由圖案膜的間隔物圖案的低圖案區域比率引起的對準膜塗層的不均勻性而產生許多黑點。 實例 3>
用於製備圖案膜的製程與實例1中相同,且組分(遮光層罩幕設計、球間隔物、組成物光密度以及類似者)的差異如下。
將黑色球間隔物及暗化材料混合至隔離壁間隔物製備中通常使用的黏合劑中,作為包括UV可固化丙烯酸酯化合物、聚合引發劑以及分散劑的黏合劑以製備可固化組成物。在本文中,作為黑色球間隔物,使用平均粒徑為大約6微米、變異係數(CV)為4以及粒徑的標準差為大約0.24微米的黑色球間隔物(製造商:積水化學工業株式會社,產品名稱:KBN 506)。相對於100重量份的黏合劑,以2.5重量份混合黑色球間隔物。另外,作為暗化材料,在材料中以大約3重量%的比率混合碳黑。所製備的組成物經鑑別具有大約1.0的光密度(OD)。
作為所使用的罩幕,如圖6中所示出,使用具有其中圖案化遮光層(AgX,X=Cl、F、Br或I)及釋放層連續形成於PET膜、透明基底膜上的形狀的罩幕。在本文中,遮光層圖案具有六邊形排列規則。舉例而言,假設在總面積為大約10毫米的基底層上各自以940微米的恆定間隔(法向節距)安置100個點的狀態(法向安置的狀態)。在本文中,將個別點的底部的截面積調節至大約65微米。接著,藉由線連接個別點以形成具有大約65微米的線寬的四邊形排列的隔離壁間隔物圖案(網格圖案)。
所製備的六邊形排列的隔離壁間隔物具有大約6.1微米至6.3微米的高度,平均為大約6.2微米,且線寬量測為大約70微米至76微米,平均為大約73.7微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的六邊形排列的間隔物圖案(蜂巢圖案)的區域的比率為大約15.1%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約1.0微米。
圖15為繪示根據本申請案的實例3的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則六邊形間隔物圖案,所述規則六邊形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且儘管部分觀察到由在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象所引起的固化區域,但在交叉點處僅部分存在,且識別出不具有斷開的製造。 實例 4>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案線寬41微米)以外,以與實例3中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約6.1微米至6.3微米的高度,平均為大約6.2微米,且線寬量測為大約42微米至48微米,平均為大約45.6微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的六邊形排列的隔離壁間隔物圖案(蜂巢圖案)的區域的比率為大約9.5%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.9微米。
圖16為繪示根據本申請案的實例4的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則六邊形間隔物圖案,所述規則六邊形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且儘管部分觀察到由在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象所引起的固化區域,但在交叉點處僅部分存在,且識別出不具有斷開的製造。 比較實例 3>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案線寬21微米,節距280微米)以外,以與實例3中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約6.1微米至6.3微米的高度,平均為大約6.2微米,且線寬量測為大約35微米至41微米,平均為大約38.3微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的六邊形排列的隔離壁間隔物圖案(蜂巢圖案)的區域的比率為大約25.5%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.9微米。
圖17為繪示根據本申請案的比較實例3的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且觀察到由在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象所引起的固化區域。 比較實例 4>
除了改變罩幕設計(遮光層圖案線寬21微米,節距1169微米)以外,以與實例3中相同的方式形成圖案膜。
所製備的隔離壁間隔物具有大約6.1微米至6.3微米的高度,平均為大約6.2微米,且線寬量測為大約25微米至35微米,平均為大約27.7微米。
另外,具有存在於第一基底層表面上的六邊形排列的隔離壁間隔物圖案(蜂巢圖案)的區域的比率為大約4.7%。在本文中,間隔物圖案的高度的標準差為大約0.1微米,且球間隔物的直徑的標準差為大約0.9微米。
圖18為繪示根據本申請案的比較實例2的圖案膜的50倍放大倍數的光學顯微鏡影像及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式,以及其上繞射評估的結果。特定言之,自光學顯微鏡影像的結果識別出包括規則矩形間隔物圖案,所述規則矩形間隔物圖案包括球間隔物及隔離壁間隔物,且識別出不具有在間隔物圖案周圍可能形成的過度固化現象或圖案斷開的製造。 對實例 3 實例 4 比較實例 3 以及比較實例 4 的元件的評估
除了使用實例3、實例4、比較實例3以及比較實例4的六邊形排列的隔離壁間隔物圖案膜以外,以與實例1、實例2、比較實例1以及比較實例2中相同的方式製造可變式透射膜。
在使用電源(菊水電子公司,PCR500M)施加40伏(0伏)之前的狀態下評估製造的可變式透射元件的外觀。特定言之,圖19為繪示在使用實例3的圖案膜向可變式透射元件施加40伏(0伏)之前的狀態下的外觀的圖式,圖20為繪示在使用實例4的圖案膜向可變式透射元件施加40伏(0伏)之前的狀態下的外觀的圖式,圖21為繪示在使用比較實例3的圖案膜向可變式透射元件施加40伏(0伏)之前的狀態下的外觀的圖式,且圖22為繪示在使用比較實例4的圖案膜向可變式透射元件施加40伏(0伏)之前的狀態下的外觀的圖式。
已確定使用實例3及實例4的圖案膜的可變式透射元件具有清晰外觀而在對準中無缺陷,然而,在比較實例3中,在形成由過度固化現象引起的固化區域時觀察到由對準缺陷引起的黑點。儘管在比較實例4中未出現過度固化現象,但出現由液晶高度的不均勻性引起的對比度缺陷,且已確定,此歸因於圖案部分及圖案之間的中心部分的液晶高度的差異,其由低圖案區域比率所致的圖案膜下垂現象所引起。
10:第一基底層 20:隔離壁間隔物 30:球間隔物 40:對準膜 50:光調制層 60:黏著層 70:透明層 80:第二基底層
圖1為示出根據本申請案的一個實施例的圖案膜的側視圖的圖式。 圖2為示出根據本申請案的一個實施例的間隔物圖案的形狀的圖式。 圖3為示出根據本申請案的一個實施例的可變式透射元件的層壓結構的圖式。 圖4為與操作四邊形間隔物圖案的50%不規則性的方法相關的圖式。 圖5為示出在操作四邊形間隔物圖案的50%不規則性之後的圖案的圖式。 圖6為示意性地示出根據本申請案的一個實施例的製造圖案膜的製程的圖式。 圖7至圖10為繪示本申請案的實例1、實例2、比較實例1以及比較實例2的圖案膜的50倍放大倍數及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式。 圖11至圖14為在40伏下驅動之後,藉由觀察使用本申請案的實例1、實例2、比較實例1以及比較實例2的圖案膜的可變式透射元件的外觀而獲得的圖式。 圖15至圖18為繪示本申請案的實例3、實例4、比較實例3以及比較實例4的圖案膜的50倍放大倍數及200倍放大倍數的光學顯微鏡影像的圖式。 圖19至圖22為在驅動(0伏)之前,藉由觀察使用本申請案的實例3、實例4、比較實例3以及比較實例4的圖案膜的可變式透射元件的外觀而獲得的圖式。
10:第一基底層
20:隔離壁間隔物
30:球間隔物

Claims (15)

  1. 一種圖案膜,包括: 第一基底層;及 形成於所述第一基底層上的多個間隔物圖案, 其中所述間隔物圖案包括隔離壁間隔物及球間隔物, 所述球間隔物以嵌入於所述至少一個隔離壁間隔物中、部分嵌入於所述至少一個隔離壁間隔物中或與所述至少一個隔離壁間隔物接觸的形式包含在內,以及 所述第一基底層的每單位面積的所述間隔物圖案的單位面積比為5%或大於5%且17%或小於17%。
  2. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述隔離壁間隔物的所述隔離壁的線寬(T)及所述球間隔物的平均粒徑(D)滿足以下方程式1: [方程式1] 1.0≤T/D≤20。
  3. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述第一基底層為無機基底層或有機基底層。
  4. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述間隔物圖案具有0.4或大於0.4且4或小於4的光學密度。
  5. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述間隔物圖案具有10微米或大於10微米且200微米或小於200微米的線寬。
  6. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述隔離壁間隔物的高度的平均值為2微米或大於2微米且100微米或小於100微米,且所述隔離壁間隔物的所述高度的標準差為0.05微米或大於0.05微米且0.5微米或小於0.5微米。
  7. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述球間隔物的粒徑的標準差為0.8微米或小於0.8微米。
  8. 如請求項1所述的圖案膜,其中所述間隔物圖案為規則圖案;或不規則圖案。
  9. 一種可變式透射元件,包括: 如請求項1至8中任一項所述的圖案膜;以及 第二基板,與所述圖案膜相對安置且藉由所述圖案膜的所述間隔物圖案與所述圖案膜保持間隔。
  10. 如請求項9所述的可變式透射元件,其中所述第二基板包括第二基底層;形成於所述第二基底層上的透明層;以及設置於與所述透明層的所述第二基底層接觸的所述表面相對的表面上的黏著層,且所述黏著層與所述圖案膜的所述間隔物圖案側接觸。
  11. 如請求項9所述的可變式透射元件,更包括設置為覆蓋所述圖案膜的所述間隔物圖案的對準膜。
  12. 如請求項9所述的可變式透射元件,更包括設置在由所述間隔物圖案保持與所述圖案膜的間隔的位置處的光調制層。
  13. 如請求項10所述的可變式透射元件,其中所述黏著層包括具有豎直對準力的黏著劑。
  14. 如請求項12所述的可變式透射元件,其中所述光調制層包括液晶化合物及二向色染料。
  15. 一種可變式透射元件製造方法,所述方法包括: 製備如請求項1至8中任一項所述的圖案膜; 藉由在所述圖案膜的形成所述間隔物圖案的第一基底層上形成對準膜以便覆蓋所述間隔物圖案來形成第一層壓物; 藉由在第二基底層及透明層的層壓物上形成黏著層來形成第二層壓物; 層壓所述第一層壓物及所述第二層壓物使得所述第二層壓物的所述黏著層與所述第一層壓物的所述間隔物圖案側接觸;以及 在所述第一層壓物與所述第二層壓物之間形成光調制層。
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