WO2020050572A1 - 광학 디바이스 - Google Patents

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WO2020050572A1
WO2020050572A1 PCT/KR2019/011278 KR2019011278W WO2020050572A1 WO 2020050572 A1 WO2020050572 A1 WO 2020050572A1 KR 2019011278 W KR2019011278 W KR 2019011278W WO 2020050572 A1 WO2020050572 A1 WO 2020050572A1
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film
less
optical device
liquid crystal
adhesive film
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PCT/KR2019/011278
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김정운
전병건
이범진
문인주
유수영
이성민
이영신
김남훈
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주식회사 엘지화학
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    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements

Definitions

  • This application relates to an optical device.
  • variable transmittance film designed to vary a transmittance using a liquid crystal compound is known in various ways.
  • a variable transmittance film using a so-called GH cell using a mixture of a host material and a dichroic dye guest is known.
  • the variable transmittance film is applied to various uses including eyewear such as sunglasses or glasses, a building exterior wall, or a sunroof of a vehicle.
  • a structure encapsulating a variable transmittance device or the like may be considered.
  • a method of encapsulation a method of encapsulating the variable transmittance device using an autoclave method using a hot metling material or other adhesive material between rigid outer substrates such as a glass substrate may be considered. .
  • the autoclave process is a high temperature and high pressure process in which a high temperature of 100 ° C or higher and a high pressure of 2 bar or higher are applied.
  • variable transmittance film When the variable transmittance film is encapsulated between two outer substrates using this technique, pressure is applied to the variable transmittance film, and this pressure may cause air bubbles at high temperature, high temperature, high humidity, or low temperature conditions.
  • hot melting materials or other adhesive materials applied to encapsulation contract under conditions such as low temperature conditions, and negative pressure is generated on the permeable variable film encapsulated by the shrinkage and resilience of the outer substrate. Air bubbles may be induced.
  • deformation of the glass substrate may occur as the elastic modulus of the adhesive material is lowered in a high temperature condition, and residual stress may be transmitted to the variable transmittance film at room temperature conditions to generate a negative pressure, thereby causing air bubbles.
  • many defects may occur according to a temperature change of a structure encapsulated between a rigid substrate such as a glass substrate, and this problem becomes more pronounced when a curved substrate or the like is applied as the rigid substrate.
  • This application provides an optical device.
  • the properties mentioned in the present specification unless the measurement temperature or pressure affects the result, unless otherwise specified, the properties are measured at room temperature and pressure.
  • room temperature is a natural temperature that is not heated or deteriorated, and may be any temperature in the range of about 10 ° C to 30 ° C, about 23 ° C or about 25 ° C.
  • the temperature unit in this specification is ° C.
  • normal pressure is a natural pressure that is not particularly reduced or increased, and generally means a pressure of about 1 atmosphere, such as atmospheric pressure.
  • the optical device manufactured in the present application is an optical device capable of adjusting transmittance, and is, for example, an optical device capable of switching between at least a transmission mode and a blocking mode.
  • the transmission mode is a state in which the optical device exhibits a relatively high transmittance
  • the blocking mode is a state in which the optical device has a relatively low transmittance
  • the optical device may have a transmittance in the transmission mode of about 30% or more, about 35% or more, about 40% or more, about 45% or more, or about 50% or more. Further, the optical device may have a transmittance in the blocking mode of about 20% or less, about 15% or less, or about 10% or less.
  • the upper limit and the lower limit of each are not particularly limited because the higher the numerical value, the higher the transmittance in the transmission mode, and the lower the transmittance in the blocking mode.
  • the upper limit of the transmittance in the transmission mode may be about 100, about 95%, about 90%, about 85%, about 80%, about 75%, about 70%, about 65% or about 60%.
  • the lower limit of the transmittance in the blocking mode is about 0%, about 1%, about 2%, about 3%, about 4%, about 5%, about 6%, about 7%, about 8%, about 9% or about It can be 10%.
  • the transmittance may be a straight light transmittance.
  • the term straight light transmittance may be a ratio of light (straight light) transmitted through the optical device in the same direction as the incident direction compared to light incident on the optical device in a predetermined direction.
  • the transmittance may be a result (normal light transmittance) measured for light incident in a direction parallel to the surface normal of the optical device.
  • the light whose transmittance is adjusted may be ultraviolet light, visible light or near infrared light in the UV-A region.
  • ultraviolet light in the UV-A region is used to mean radiation having a wavelength in the range of 320 nm to 380 nm
  • visible light means radiation having a wavelength in the range of 380 nm to 780 nm
  • Near-infrared rays are used to mean radiation having a wavelength in the range of 780 nm to 2000 nm.
  • the optical device of the present application is designed to switch at least between the transmission mode and the blocking mode. If necessary, the optical device may have other modes in addition to the transmission and blocking modes, for example, a mode that can exhibit any transmission between the transmission and transmission modes, or a patterned mode with different transmission rates for each region. It can be designed to implement various third modes.
  • the optical device comprising an active liquid crystal film.
  • the active liquid crystal film is a liquid crystal device film capable of switching between alignment states of at least two or more optical axes, for example, first and second alignment states.
  • the optical axis may mean a long axis direction when the liquid crystal compound included in the active liquid crystal film is a rod type, or may mean a normal direction of the disk plane in a discotic form.
  • the optical axis of the active liquid crystal film may be defined as an average optical axis, in which case the average optical axis is the liquid crystal. It may mean the vector sum of the optical axes of the compounds.
  • the alignment state of the active liquid crystal film can be controlled through the application of external energy.
  • the external energy may be in various forms, and in one example, it may be a voltage.
  • the active liquid crystal film may have one of the first and second alignment states in a state in which no voltage is applied, and may be switched to another alignment state when a voltage is applied.
  • the blocking mode may be implemented in one of the first and second orientation states, and the transmission mode may be implemented in another orientation state.
  • this specification describes that the blocking mode is implemented in the first state.
  • the active liquid crystal film may include at least a liquid crystal layer containing a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal layer may be a liquid crystal layer including a liquid crystal compound and an anisotropic dye as a so-called guest-host liquid crystal layer.
  • the liquid crystal layer is a liquid crystal layer using a so-called guest host effect, and is a liquid crystal layer in which the anisotropic dye is aligned according to the alignment direction of the liquid crystal compound (hereinafter, referred to as a liquid crystal host).
  • the alignment direction of the liquid crystal host may be adjusted according to whether external energy is applied.
  • the type of the liquid crystal host used in the liquid crystal layer is not particularly limited, and a general type of liquid crystal compound applied for realizing the guest host effect may be used.
  • nematic liquid crystal compounds may be used as the liquid crystal host.
  • nematic liquid crystal compounds may be used as the liquid crystal host.
  • the term nematic liquid crystal compound has no regularity with respect to the position of the liquid crystal molecules, but refers to a liquid crystal compound that can be arranged with order in the direction of the molecular axis, and such liquid crystal compounds are rod-shaped or discotic-shaped.
  • Such nematic liquid crystal compounds are, for example, about 40 ° C or higher, about 50 ° C or higher, about 60 ° C or higher, about 70 ° C or higher, about 80 ° C or higher, about 90 ° C or higher, or about 100 ° C It may be selected to have a clearing point of greater than or equal to about 110 ° C or greater, or a phase transition point in the above range, that is, a phase transition point from the nematic phase to the isotropic phase. In one example, the clearing point or phase transition point may be about 160 ° C or less, about 150 ° C or less, or about 140 ° C or less.
  • the liquid crystal compound may have negative or positive dielectric anisotropy.
  • the absolute value of the dielectric anisotropy may be appropriately selected in consideration of the purpose.
  • the dielectric anisotropy may be greater than 3 or greater than 7, or less than -2 or less than -3.
  • the liquid crystal compound may also have optical anisotropy ( ⁇ n) of about 0.01 or more or about 0.04 or more.
  • the optical anisotropy of the liquid crystal compound may be about 0.3 or less or about 0.27 or less in other examples.
  • Liquid crystal compounds that can be used as the liquid crystal host of the guest host liquid crystal layer are known to experts in the art and can be freely selected from them.
  • an anisotropic dye is included together with the liquid crystal host.
  • the term “dye” may mean a substance capable of intensively absorbing and / or modifying light within at least a part or the entire range of a visible light region, for example, within a wavelength range of 380 nm to 780 nm, and the term “anisotropic” Dye "may mean a material capable of anisotropically absorbing light in at least a part or the entire range of the visible region.
  • the anisotropic dye for example, a known dye known to have properties that can be aligned according to the alignment state of the liquid crystal host can be selected and used.
  • anisotropic dyes azo dyes, anthraquinone dyes, or the like can be used, and in order to achieve light absorption in a wide wavelength range, the liquid crystal layer may include one or more dyes.
  • the dichroic ratio of the anisotropic dye can be appropriately selected in consideration of the purpose.
  • the anisotropic dye may have a dichroic ratio of 5 or more to 20 or less.
  • the term "dichroic ratio", for example, in the case of a p-type dye, may mean a value obtained by dividing the absorption of polarized light parallel to the long axis direction of the dye by the absorption of polarized light parallel to the direction perpendicular to the long axis direction.
  • Anisotropic dyes may have the dichroic ratio within a wavelength range of the visible region, for example, at least a portion of the wavelength or in any one wavelength or the entire range within a wavelength range of about 380 nm to 780 nm or about 400 nm to 700 nm. have.
  • the content of the anisotropic dye in the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of the purpose.
  • the content of the anisotropic dye based on the total weight of the liquid crystal host and the anisotropic dye may be selected within a range of 0.1 to 10% by weight.
  • the ratio of the anisotropic dye can be changed in consideration of the desired transmittance and solubility of the anisotropic dye in the liquid crystal host.
  • the liquid crystal layer basically includes the liquid crystal host and an anisotropic dye, and if necessary, may further include other optional additives according to a known form.
  • additives include, but are not limited to, chiral dopants or stabilizers.
  • the thickness of the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of an object, for example, a variable degree of desired transmittance and the like.
  • the thickness of the liquid crystal layer is about 0.01 ⁇ m or more, 0.05 ⁇ m or more, 0.1 ⁇ m or more, 0.5 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, 1.5 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 2.5 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 3.5 ⁇ m or more, 4 ⁇ m or more , 4.5 ⁇ m or more, 5 ⁇ m or more, 5.5 ⁇ m or more, 6 ⁇ m or more, 6.5 ⁇ m or more, 7 ⁇ m or more, 7.5 ⁇ m or more, 8 ⁇ m or more, 8.5 ⁇ m or more, 9 ⁇ m or more, or 9.5 ⁇ m or more.
  • an optical device having a large difference in transmittance in a transmissive state and a transmittance in a blocked state that is, a device having a large contrast ratio
  • the thicker the thickness is, the higher the contrast ratio is possible to implement but is not particularly limited, but may be generally about 30 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, or 15 ⁇ m or less.
  • the active liquid crystal layer or the active liquid crystal film including the same may switch between a first alignment state and a second alignment state different from the first alignment state.
  • the switching can be regulated, for example, by applying external energy such as voltage.
  • one of the first and second orientation states may be maintained in a voltage-free state, and then switched to another state by voltage application.
  • the first and second orientation states may be selected from horizontal orientation, vertical orientation, twisted nematic orientation, or cholesteric orientation, respectively.
  • the active liquid crystal film or liquid crystal layer in the blocking mode is at least horizontally aligned, twisted nematic orientation or cholesteric orientation
  • the active liquid crystal film or liquid crystal layer in the transmission mode is vertically aligned or horizontally aligned in the blocking mode. It may have a horizontal orientation with an optical axis in a different direction.
  • the active liquid crystal film may be a device of a normally black mode in which the blocking mode is implemented in a voltage-free state, or a normally transparent mode in which the transparent mode is implemented in a voltage-free state.
  • the direction of the optical axis of the liquid crystal layer can be measured using another polarizing plate that knows the direction of the absorption axis or the transmission axis, which is a known measuring device, for example, a polarimeter such as Jascp's P-2000. Can be measured.
  • the active liquid crystal film may include the active liquid crystal layer existing between two base films disposed opposite to each other and the two base films.
  • the active liquid crystal film is a sealant that adheres the base film in a state in which the space between the two base films is spaced between the two base films and / or the space between the two base films disposed oppositely is maintained. It may further include.
  • the spacer and / or sealant a known material can be used without particular limitation.
  • the base film for example, an inorganic film made of glass or the like or a plastic film can be used.
  • a plastic film TAC (triacetyl cellulose) film; COP (cyclo olefin copolymer) films such as norbornene derivatives; Acrylic film such as PMMA (poly (methyl methacrylate); PC (polycarbonate) film; PE (polyethylene) film; PP (polypropylene) film; PVA (polyvinyl alcohol) film; DAC (diacetyl cellulose) film; Pac (Polyacrylate) film; PES (poly ether sulfone) film; PEEK (polyetheretherketon) film; PPS (polyphenylsulfone) film, PEI (polyetherimide) film; PEN (polyethylenemaphthatlate) film; PET (polyethyleneterephtalate) film; PI (polyimide) film; PSF (polysulfone) film; A
  • the base film may have a front phase difference of 100 nm or less.
  • the front phase difference is about 95 nm or less, about 90 nm or less, about 85 nm or less, about 80 nm or less, about 75 nm or less, about 70 nm or less, about 65 nm or less, about 60 nm or less, about 55 nm or less, about 50 nm or less, about 45 nm or less , About 40 nm or less, about 35 nm or less, about 30 nm or less, about 25 nm or less, about 20 nm or less, about 15 nm or less, about 10 nm or less, about 5 nm or less, about 4 nm or less, about 3 nm or less, about 2 nm or less, about 1 nm or less Or about 0.5 nm or less.
  • the front phase difference is about 0 nm or more, about 1 nm or more, about 2 nm or more, about 3 nm or more, about 4 nm or more, about 5 nm or more, about 6 nm or more, about 7 nm or more, about 8 nm or more, about 9 nm or more, or about 9.5 nm or more.
  • the absolute value of the phase difference in the thickness direction of the base film may be, for example, 200 nm or less.
  • the absolute values of the retardation in the thickness direction are 190 nm or less, 180 nm or less, 170 nm or less, 160 nm or less, 150 nm or less, 140 nm or less, 130 nm or less, 120 nm or less, 110 nm or less, 100 nm or less, 90 nm or less, 85 nm or less, 80 nm or less in other examples.
  • the retardation in the thickness direction may be negative or positive if the absolute value is within the range, for example, negative.
  • the front phase difference Rin is a value calculated by Equation 1 below
  • the thickness direction phase difference Rth is a value calculated by Equation 2 below.
  • the reference wavelength of the front and thickness direction retardation or refractive index referred to herein is about 550 nm.
  • Thickness direction retardation (Rth) d ⁇ (nz-ny)
  • d is the thickness of the base film
  • nx is the refractive index in the slow axis direction of the base film
  • ny is the refractive index in the fast axis direction of the base film
  • nz is the refractive index in the thickness direction of the base film.
  • the angle formed by the slow axes of the base films disposed opposite to each other is, for example, within a range of about -10 degrees to 10 degrees, within a range of -7 degrees to 7 degrees, and -5 degrees to 5 degrees. It may be in the range of degrees or in the range of -3 degrees to 3 degrees or approximately parallel.
  • the angle formed between the slow axis of the base film and the light absorption axis of the polarizer described later is, for example, within a range of about -10 degrees to 10 degrees, within a range of -7 degrees to 7 degrees, and within a range of -5 degrees to 5 degrees. Or within the range of -3 degrees to 3 degrees, or may be approximately parallel, or within the range of about 80 degrees to 100 degrees, within the range of about 83 degrees to 97 degrees, within the range of about 85 degrees to 95 degrees, or between about 87 degrees and 92 degrees It can be in range or approximately vertical.
  • the base film may have a thermal expansion coefficient of 100 ppm / K or less.
  • the coefficient of thermal expansion is, in other examples, 95 ppm / K or less, 90 ppm / K or less, 85 ppm / K or less, 80 ppm / K or less, 75 ppm / K or less, 70 ppm / K or less, or 65 ppm / K or less, or 10 ppm / K or less Or more, 20 ppm / K or more, 30 ppm / K or more, 40 ppm / K or more, 50 ppm / K or more, or 55 ppm / K or more.
  • the coefficient of thermal expansion of the base film can be measured according to the provisions of ASTM D696, for example, by cutting the film in the form provided by the standard, and measuring the change in length per unit temperature to calculate the coefficient of thermal expansion, It can be measured by a known method such as TMA (ThermoMechanic Analysis).
  • a base film having an elongation at break of 90% or more can be used as the base film.
  • the elongation at break is 95% or higher, 100% or higher, 105% or higher, 110% or higher, 115% or higher, 120% or higher, 125% or higher, 130% or higher, 135% or higher, 140% or higher, 145% or higher, 150% or higher Or more, 155% or more, 160% or more, 165% or more, 170% or more, or 175% or more, 1,000% or less, 900% or less, 800% or less, 700% or less, 600% or less, 500% or less, 400% Hereinafter, it may be 300% or less or 200% or less.
  • the elongation at break of the base film can be measured according to the ASTM D882 standard, cut the film in the form provided by the standard, and measure equipment that can measure the stress-strain curve (which can simultaneously measure force and length). Can be measured.
  • a more durable optical device can be provided by the substrate film being selected to have the coefficient of thermal expansion and / or elongation at break.
  • the thickness of the base film is not particularly limited, and may be, for example, in the range of about 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • a conductive layer and / or an alignment layer may be present on one surface of the base film, for example, a surface facing the active liquid crystal layer.
  • the conductive layer present on the surface of the base film is a configuration for applying a voltage to the active liquid crystal layer, and a known conductive layer can be applied without particular limitation.
  • a conductive layer for example, a conductive polymer, a conductive metal, a conductive nanowire, or a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) may be used.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • Examples of the conductive layer that can be applied in the present application are not limited to the above, and any kind of conductive layer known to be applicable to active liquid crystal films in this field can be used.
  • an alignment layer is present on the surface of the base film.
  • a conductive layer is first formed on one surface of the base film, and an alignment layer may be formed on the conductive layer.
  • the alignment film is a configuration for controlling the alignment of the liquid crystal host included in the active liquid crystal layer, and a known alignment film can be applied without particular limitation.
  • a known alignment film can be applied without particular limitation.
  • the alignment film known in the industry include a rubbing alignment film, a photo-alignment film, and the like, and the alignment film that can be used in the present application is the known alignment film, which is not particularly limited.
  • the alignment direction of the alignment layer may be controlled.
  • the orientation directions of the two alignment films formed on each side of the two base film films which are arranged to face each other are angles within a range of about -10 degrees to 10 degrees, angles within a range of -7 degrees to 7 degrees, and -5 degrees to each other. It may form an angle in the range of 5 degrees or an angle in the range of -3 to 3 degrees, or may be approximately parallel to each other.
  • the orientation directions of the two alignment layers are within an angle of about 80 degrees to 100 degrees, an angle of about 83 degrees to 97 degrees, an angle of about 85 degrees to 95 degrees, or about 87 degrees to 92 degrees. They can be angled or roughly perpendicular to each other.
  • the alignment direction can be confirmed by confirming the direction of the optical axis of the active liquid crystal layer.
  • the shape of the active liquid crystal film having the above-described configuration is not particularly limited, and may be determined according to the application purpose of the optical device, and is generally in the form of a film or sheet.
  • the optical device can include a polarizer.
  • the polarizer may be included in place of the active liquid crystal film, or may be included together with the active liquid crystal film.
  • an absorption linear polarizer that is, a polarizer having a light absorption axis formed in one direction and a light transmission axis formed substantially perpendicular thereto may be used.
  • the angle formed by the average optical axis (vector vector of the optical axis) of the first alignment state and the light absorption axis of the polarizer is 80. It may be from 100 to 85 degrees, or from 85 to 95 degrees, or may be disposed on the optical device to be approximately vertical, or may be placed on the optical device to be from 35 to 55 degrees or from about 40 to 50 degrees or approximately 45 degrees. have.
  • the alignment directions of the alignment films formed on the respective surfaces of the two base film films of the active liquid crystal films facing each other as described above have an angle within a range of about -10 degrees to 10 degrees with each other, -7 degrees
  • the orientation directions of the two alignment layers are within an angle of about 80 degrees to 100 degrees, an angle of about 83 degrees to 97 degrees, an angle of about 85 degrees to 95 degrees, or about 87 degrees to 92 degrees.
  • an angle between an alignment direction of an alignment layer disposed closer to the polarizer among two alignment layers and an optical absorption axis of the polarizer forms 80 degrees to 100 degrees or 85 degrees to 95 degrees, or , Can be approximately vertical.
  • the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20 are stacked with each other, and the optical axis (average optical axis) and the polarizer in the first alignment direction of the active liquid crystal film 10 are polarized.
  • the optical absorption axis of (20) can be arranged to be in the above relationship.
  • a structure in which the polarization coating layer exists inside the active liquid crystal film may be implemented.
  • a structure in which the polarization coating layer 201 exists between any one of the base film 110 and the active liquid crystal layer 120 of the base film 110 of the active liquid crystal film is implemented.
  • the above-described conductive layer, the polarization coating layer 201 and the alignment layer may be sequentially formed on the base film 110.
  • the type of the polarizer that can be applied in the optical device of the present application is not particularly limited.
  • a polarizer conventional materials used in conventional LCDs, such as poly (vinyl alcohol) (PVA) polarizers, Lyotropic Liquid Cystal (LLC), or reactive liquid crystals (RM: Reactive Mesogen) and a dichroic dye (dichroic dye) may be used as a polarizer implemented by a coating method such as a polarization coating layer.
  • PVA poly (vinyl alcohol)
  • LLC Lyotropic Liquid Cystal
  • RM reactive liquid crystals
  • a dichroic dye dichroic dye
  • the polarizer implemented by the coating method as described above may be referred to as a polarization coating layer.
  • the breast liquid crystal a known liquid crystal can be used without particular limitation, and for example, a breast liquid crystal that can form a breast liquid crystal layer having a dichroic ratio of about 30 to 40 can be used.
  • the polarizing coating layer includes a reactive liquid crystal (RM: Reactive Mesogen) and a dichroic dye (dichroic dye)
  • the dichroic dye is used as a linear dye, or a discotic phase dye (discotic dye) can be used It might be.
  • the optical device of the present application may include only one active liquid crystal film and one polarizer as described above. Accordingly, the optical device may include only one of the active liquid crystal films and only one polarizer.
  • the optical device may further include two outer substrates that are disposed to face each other.
  • any one of the two outer substrates may be referred to as a first outer substrate, and the other may be referred to as a second outer substrate, but the expressions of the first and second represent the sequential or vertical relationship of the outer substrate. It is not prescribed.
  • the polarizer included with the active liquid crystal film may be encapsulated between the two outer substrates. Such encapsulation can be accomplished using an adhesive film.
  • the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20 may be present between the two outer substrates 30 facing each other.
  • an inorganic substrate made of glass or the like or a plastic substrate may be used.
  • one having a thermal expansion coefficient of 100 ppm / K or less can be used as the outer substrate.
  • the coefficient of thermal expansion in other examples, 95 ppm / K or less, 90 ppm / K or less, 85 ppm / K or less, 80 ppm / K or less, 75 ppm / K or less, 70 ppm / K or less, 65 ppm / K or less, 60 ppm / K or less , 50 ppm / K or less, 40 ppm / K or less, 30 ppm / K or less, 20 ppm / K or less or 15 ppm / K or less, 1 ppm / K or more, 2 ppm / K or more, 3 ppm / K or more, 4 ppm / K or more, 5 ppm / K or more, 6 ppm / K or more, 7 ppm / K or more, 8 ppm / K or more, 9 ppm / K
  • the method of measuring the thermal expansion coefficient and elongation at break of the outer substrate is the same as the method of measuring the thermal expansion coefficient and elongation at break of the base film, respectively.
  • a more durable optical device can be provided by the outer substrate being selected to have such a coefficient of thermal expansion and / or elongation at break.
  • the thickness of the outer substrate as described above is not particularly limited, and may be, for example, about 0.3 mm or more. In another example, the thickness may be about 0.5 mm or more, about 1 mm or more, about 1.5 mm or more, or about 2 mm or more, 10 mm or less, 9 mm or less, 8 mm or less, 7 mm or less, 6 mm or less, 5 mm or less, 4 mm or less, or 3 mm or less.
  • the outer substrate may be a flat substrate or a curved substrate having a curved shape.
  • the two outer substrates may be a flat substrate at the same time, a curved surface at the same time, or a flat substrate, and the other may be a curved substrate.
  • each curvature or radius of curvature may be the same or different.
  • the curvature or radius of curvature can be measured in a manner known in the industry, for example, a non-contact method such as a 2D Profile Laser Sensor, a Chromatic confocal line sensor, or a 3D Measuring Conforcal Microscopy. It can be measured using equipment. It is known to measure the curvature or radius of curvature using such equipment.
  • a non-contact method such as a 2D Profile Laser Sensor, a Chromatic confocal line sensor, or a 3D Measuring Conforcal Microscopy. It can be measured using equipment. It is known to measure the curvature or radius of curvature using such equipment.
  • the curvature or curvature radius of the outer substrate referred to herein is each of the two outer substrates disposed in the optical device. It may mean the curvature or radius of curvature of the opposing face. Accordingly, in the case of the first outer substrate, the radius of curvature or curvature of the surface facing the second outer substrate and in the case of the second outer substrate, the radius of curvature or curvature of the surface facing the first outer substrate may be a standard.
  • the largest curvature or curvature radius or the smallest curvature or curvature radius or the average curvature or average curvature radius may be a reference.
  • the difference between the curvature or the radius of curvature is within 10%, within 9%, within 8%, within 7%, within 6%, within 5%, within 4%, within 3%, within 2% or 1 %.
  • the difference between the curvature or the radius of curvature is a value calculated as 100 ⁇ (CL-CS) / CS when the large curvature or radius of curvature is called CL and the small curvature or radius of curvature is CS.
  • the lower limit of the difference in curvature or radius of curvature is not particularly limited. Since the difference in curvature or radius of curvature of the two outer substrates may be the same, the difference in curvature or radius of curvature may be greater than or equal to 0% or greater than 0%.
  • Control of the above curvature or radius of curvature is useful in a structure in which an active liquid crystal film and / or polarizer is encapsulated with an adhesive film, such as the optical device of the present application.
  • both the first and second outer substrates are curved
  • the curvatures of both in the optical device may be the same.
  • the two outer substrates may both be bent in the same direction. That is, in this case, the center of curvature of the first outer substrate and the center of curvature of the second outer substrate are both present in the same portion among the upper and lower portions of the first and second outer substrates.
  • 4 is an example of a side surface in which an encapsulation portion 400 including an active liquid crystal film or the like exists between the first and second outer substrates 30, in this case, both the first and second outer substrates 30
  • the center of curvature of is the case that exists in the lower part in the drawing.
  • the radius of curvature of each substrate is 100R or more, 200R or more, 300R or more, 400R or more, 500R or more, 600R or more, 700R or more, 800R or 900R or more, 10,000R or less, 9,000R or less, 8,000R or more Or less, 7,000R or less, 6,000R or less, 5,000R or less, 4,000R or less, 3,000R or less, 2,000R or less, 1,900R or less, 1,800R or less, 1,700R or less, 1,600R or less, 1,500R or less, 1,400R or less, It may be 1,300R or less, 1,200R or less, 1,100R or less, or 1,050R or less.
  • R means a curved hardness of a circle having a radius of 1 mm.
  • 100R above is the degree of curvature of a circle with a radius of 100 mm, or the radius of curvature for such a circle.
  • the curvature is 0 and the radius of curvature is infinite.
  • the first and second outer substrates may have the same or different radii of curvature in the above range.
  • a radius of curvature of the substrate having a large curvature may be within the above range.
  • a substrate having a large curvature among them may be a substrate disposed in a more gravitational direction when the optical device is used.
  • a substrate disposed in the direction of gravity in the use state of the optical device among the two outer substrates may be referred to as a lower substrate, and the other substrate may be referred to as an upper substrate.
  • an autoclave process using an adhesive film may be performed as described below, and in this process, high temperature and high pressure are usually applied.
  • the adhesive film applied to the encapsulation is stored at a high temperature for a long time, some re-melting or the like may occur, causing a problem that the outer substrate is opened.
  • a force acts on the encapsulated active liquid crystal film and / or polarizer, and bubbles may be formed inside.
  • the curvature or the radius of curvature between the substrates is controlled as above, even if the adhesion force by the adhesive film decreases, the net force, which is the sum of the resilience and gravity, acts to prevent the separation, and can withstand process pressures such as autoclaves. You can.
  • the optical device may further include an adhesive film encapsulating the active liquid crystal film and / or polarizer in the outer substrate.
  • the adhesive film may also be referred to as an encapsulant.
  • the adhesive film 40 is, for example, as shown in Figure 5 between the outer substrate 30 and the active liquid crystal film 10, between the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20 and / or polarizer It may be present between the (20) and the outer substrate (30).
  • the adhesive film may be present on the side surfaces of the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20, and may be present on all sides as appropriate.
  • the adhesive film, the active liquid crystal film and / or may be present on the upper and lower and all sides of the polarizer.
  • the adhesive film is the active liquid crystal film (A) while adhering the outer substrate 30 and the active liquid crystal film 10, the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20, and the polarizer 20 and the outer substrate 30 to each other. 10) and the polarizer 20 may be encapsulated.
  • the structure may be implemented by laminating an outer substrate, an active liquid crystal film, a polarizer, and an adhesive film according to a desired structure and then compressing in a vacuum.
  • thermoplastic polyurethane adhesive film TPU: Thermoplastic Polyurethane
  • TPS Thermoplastic Starch
  • polyamide adhesive film acrylic adhesive film
  • acrylic adhesive film poly It may be selected from ester adhesive films, EVA (Ethylene Vinyl Acetate) adhesive films, polyolefin adhesive films such as polyethylene or polypropylene, or polyolefin elastomer films (POE films).
  • TPU thermoplastic polyurethane adhesive film
  • TPS Thermoplastic Starch
  • polyamide adhesive film acrylic adhesive film
  • poly It may be selected from ester adhesive films, EVA (Ethylene Vinyl Acetate) adhesive films, polyolefin adhesive films such as polyethylene or polypropylene, or polyolefin elastomer films (POE films).
  • EVA Ethylene Vinyl Acetate
  • the adhesive film may have a front phase difference of 100 nm or less.
  • the front phase difference is about 95 nm or less, about 90 nm or less, about 85 nm or less, about 80 nm or less, about 75 nm or less, about 70 nm or less, about 65 nm or less, about 60 nm or less, about 55 nm or less, about 50 nm or less, about 45 nm or less , About 40 nm or less, about 35 nm or less, about 30 nm or less, about 25 nm or less, about 20 nm or less, about 15 nm or less, about 10 nm or less, about 9 nm or less, about 8 nm or less, about 7 nm or less, about 6 nm or less, about 5 nm or less , About 4 nm or less, about 3 nm or less
  • the front phase difference is about 0 nm or more, about 1 nm or more, about 2 nm or more, about 3 nm or more, about 4 nm or more, about 5 nm or more, about 6 nm or more, about 7 nm or more, about 8 nm or more, about 9 nm or more, or about 9.5 nm or more.
  • the absolute value of the retardation in the thickness direction of the adhesive film may be, for example, 200 nm or less. In other examples, the absolute value may be about 190 nm or less, 180 nm or less, 170 nm or less, 160 nm or less, 150 nm or less, 140 nm or less, 130 nm or less, 120 nm or less or 115 nm or less, or more than nm, 0 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, It may be 30 nm or more, 40 nm or more, 50 nm or more, 60 nm or more, 70 nm or more, 80 nm or more, or 90 nm or more.
  • the retardation in the thickness direction may be negative or more than nm and positive as long as it has an absolute value within the range.
  • the front phase difference (Rin) and the thickness direction phase difference (Rth) of the adhesive film are the thicknesses (d), the slow axis direction refractive index (nx), the fast axis direction refractive index (ny), and the refractive index in the thickness direction in Equations 1 and 2, respectively.
  • nz) may be calculated in the same way as the thickness (d) of the adhesive film, the refractive index in the slow axis direction (nx), the refractive index in the fast axis direction (ny), and the refractive index in the thickness direction (nz).
  • the thickness of the adhesive film in the above is the thickness of the adhesive film between the outer substrate 30 and the active liquid crystal layer 10, for example, the gap between the two, between the active liquid crystal layer 10 and the polarizer 20
  • the thickness of the adhesive film for example, the gap between the two and the thickness of the adhesive film between the polarizer 20 and the outer substrate 30, for example, may be the gap between the two.
  • the adhesive film one having a Young's modulus in the range of 0.1 to 100 MPa can be used.
  • the Young's modulus for example, can be measured in the manner specified in ASTM D882, cut the film in the form provided by the relevant standard, and the equipment capable of measuring the stress-strain curve (force and length can be measured simultaneously. Can be measured).
  • the adhesive film By selecting the adhesive film to have the above Young's modulus, a more durable optical device can be provided.
  • the thickness of the adhesive film as described above is not particularly limited, and may be, for example, in the range of about 200 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive film in the above is the thickness of the adhesive film between the outer substrate 30 and the active liquid crystal film 10, for example, the gap between the two, between the active liquid crystal film 10 and the polarizer 20
  • the thickness of the adhesive film for example, the gap between the two and the thickness of the adhesive film between the polarizer 20 and the outer substrate 30, for example, may be the gap between the two.
  • the optical device can also further include a buffer layer.
  • the buffer layer may be present on one side or both sides of the active liquid crystal film. 6 shows a structure in which the buffer layers 50 are present on both sides of the active liquid crystal film 10, but the buffer layers 50 may exist only on one side of the active liquid crystal film 10.
  • the buffer layer as described above in a structure in which the active liquid crystal film is encapsulated by an adhesive film, can alleviate sound pressure caused by a difference in thermal expansion coefficient between layers, etc., and enable a more durable device to be implemented.
  • the buffer layer a layer having a Young's modulus of 1 MPa or less may be used.
  • the Young's modulus of the buffer layer may be 0.9 MPa or less, 0.8 MPa or less, 0.7 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.1 MPa or less, 0.09 MPa or less, 0.08 MPa or less, 0.07 MPa or less, or 0.06 MPa or less.
  • the Young's modulus is, in another example, about 0.001 MPa or more, 0.002 MPa or more, 0.003 MPa or more, 0.004 MPa or more, 0.005 MPa or more, 0.006 MPa or more, 0.007 MPa or more, 0.008 MPa or more, 0.009 MPa or more, 0.01 MPa or more, 0.02 MPa or more , 0.03 MPa or more, 0.04 MPa or more, or 0.045 MPa or more.
  • the measuring method of the Young's modulus in the above is the same as the measuring method of the adhesive film described above.
  • a transparent material exhibiting the above-mentioned Young's modulus may be used without particular limitation.
  • an acrylate-based, urethane-based, rubber-based or silicon-based oligomer or polymer material may be used.
  • the thickness of the buffer layer is not particularly limited, and may be selected from a range capable of effectively alleviating sound pressure and the like generated inside the device by exhibiting a Young's modulus in the above range.
  • the optical device of the present application may further include a shrinkable film. That is, the optical device of the present application may include an active liquid crystal film and / or a polarizer encapsulated by an encapsulant between the first and second outer substrates, as described above, among the first and second outer substrates It may further include a shrinkable film present adjacent to any one substrate.
  • the shrinkable film may be present adjacent to at least one of the first and second outer substrates, or two or more adjacent to both substrates. When one shrinkable film is present, the one shrinkable film may be present adjacent to the lower outer substrate described above.
  • the shrinkable film may be present inside or outside the first or second outer substrate.
  • the inner side of the outer substrate may mean a surface facing the active liquid crystal film from the optical device among both major surfaces of the outer substrate, and the outer side may mean the opposite major surface.
  • the optical device may further include an adhesive film between the shrinkable film and the outer substrate.
  • the shrinkable film may be attached to the aforementioned inner and / or outer surfaces of the outer substrate through the adhesive film.
  • the type of the adhesive film that can be applied is not particularly limited, for example, the same type of adhesive film applied to the encapsulant may be used.
  • the adhesive film the above-described polyurethane adhesive film (TPU: Thermoplastic Polyurethane), TPS (Thermoplastic Starch), polyamide adhesive film, acrylic adhesive film, polyester adhesive film, EVA (Ethylene Vinyl Acetate) It may be an adhesive film, a polyolefin adhesive film such as polyethylene or polypropylene, or a polyolefin elastomer film.
  • TPU Thermoplastic Polyurethane
  • TPS Thermoplastic Starch
  • polyamide adhesive film acrylic adhesive film
  • polyester adhesive film polyester adhesive film
  • EVA Ethylene Vinyl Acetate
  • It may be an adhesive film, a polyolefin adhesive film such as polyethylene or polypropylene, or a polyolefin elastomer film.
  • 7 to 10 are examples of the case where the shrinkable film 100 is present adjacent to the second outer substrate 302, which is a lower substrate, respectively.
  • FIGS. 9 and 10 include an active liquid crystal film 10 and / or a polarizer 20 encapsulated with an encapsulant 40 between the first outer substrate 301 and the second outer substrate 302, which are upper substrates.
  • the adhesive film outside the second outer substrate 302 ( 401) to which a shrinkable film is attached.
  • the negative pressure that can occur in an encapsulated element by an autoclave process for manufacturing an optical device for introducing a shrinkable film as described above or by an environmental change such as a temperature change after manufacture.
  • an autoclave process for manufacturing an optical device for introducing a shrinkable film as described above or by an environmental change such as a temperature change after manufacture.
  • shrinkable film in the present application may mean a film exhibiting a desired low temperature and / or high temperature shrinkage in at least any direction.
  • the shrinkable film may have a shrinkage rate at -40 ° C of 0.001% to 10%.
  • the shrinkage rate is 0.005% or more, 0.01% or more, 0.02% or more, 0.03% or more, 0.04% or more, 0.05% or more, 0.06% or more, 0.07% or more, 0.08% or more, 0.09% or more, 0.1% or more, 0.15%
  • above 0.2% above 0.25%, above 0.3%, above 0.35%, above 0.4%, above 0.45%, above 0.5%, above 0.55%, above 0.6%, above 0.65%, above 0.7%, above 0.75%, 0.8% or more, 0.85% or more, 0.9% or more, 0.95% or more, 1% or more, 1.05% or more, 1.1% or more, 1.15% or more, 1.2% or more, 1.25% or more, or 1.3% or more.
  • the shrinkage rate is 9.5% or less, 9% or less, 8.5% or less, 8% or less, 7.5% or less, 7% or less, 6.5% or less, 6% or less, 5.5% or less, 5% or less, 4.5% or less, 4% Or less, 3.5% or less, 3% or less, 2.5, 2% or less, or 1.5% or less.
  • the shrinkable film, the shrinkage at 90 ° C may be in the range of 0.001% to 10%.
  • the shrinkage rate is 0.005% or more, 0.01% or more, 0.02% or more, 0.03% or more, 0.04% or more, 0.05% or more, 0.06% or more, 0.07% or more, 0.08% or more, 0.09% or more, 0.1% or more, 0.15%
  • the shrinkage rate is 9.5% or less, 9% or less, 8.5% or less, 8% or less, 7.5% or less, 7% or less, 6.5% or less, 6% or less, 5.5% or less, 5% or less, 4.5% or less, 4% Or less, 3.5% or less, 3% or less, 2.5, 2% or less, or 1.5% or less.
  • the shrinkage at -40 ° C and shrinkage at 90 ° C is a result of evaluating in the manner described in the Examples described later.
  • each shrinkage rate may be a shrinkage rate in any one direction of the shrinkable film, and in one example, the largest shrinkage rate or the smallest shrinkage rate among the shrinkage rates observed in all directions of the shrinkable film, or the shrinkage rate in all the directions It may be the average value of.
  • the shrinkage may be a so-called shrinkage in the MD (Mechanical Direction) direction or a shrinkage in the TD (Transverse Direction) direction.
  • the shrinkable film may be included so that a direction indicating the shrinkage is a predetermined direction.
  • the orientation direction of the above-described alignment film or the direction in which the light absorption axis of the polarizer included in the optical device and the shrinkage rate of the shrinkable film are within a range of -30 degrees to 30 degrees, -25 degrees To an angle in the range of -25 degrees, -20 degrees to 20 degrees, -15 degrees to 15 degrees, -10 degrees to 10 degrees, or -5 degrees to 5 degrees, or approximately parallel
  • the direction in which the optical absorption axis of the polarizer included in the optical device or in the orientation direction of the alignment film or the optical device included in the optical device and the shrinkage rate of the shrinkable film is within a range of 60 degrees to 120 degrees, and a range of 65 degrees to 115 degrees.
  • the shrinkable film various films may be used without particular limitation as long as they exhibit the shrinkage rate as described above.
  • the shrinkable film may be a known stretched polymer film. Since such a stretched polymer film is produced through a stretching process, it has a characteristic of shrinking under high temperature conditions and / or low temperature conditions. In this case, the shrinkage rate is determined by the stretching ratio and the like in the manufacturing process.
  • a film exhibiting the above-described shrinkage rate can be selected from known shrinkable films.
  • shrinkable film examples include cellulose polymer films such as diacetyl cellulose (DAC) film or triacetyl cellulose (TAC) film; COP (cyclo olefin copolymer) films such as norbornene derivative films and PE (polyethylene) films; Polyolefin films such as PP (polypropylene) films; Acrylic polymer films such as PMMA (poly (methyl methacrylate) film or Pac (Polyacrylate) film; polyester films such as PC (polycarbonate) film or PET (poly (ethylene terephthalate)) film; poly such as PVA (polyvinyl alcohol) film Vinyl alcohol-based film; PES (poly (ether sulfone)) film; PEEK (polyetheretherketon) film; PPS (polyphenylsulfone) film; PEI (polyetherimide) film; PEN (polyethylenemaphthatlate) film; PI (polyimide) film
  • DAC diacetyl cellulose
  • the thickness of the shrinkable film is not particularly limited, and an appropriate type can be selected and used in consideration of the thickness of the desired optical device among the films exhibiting the aforementioned shrinkage.
  • the optical device may further include any necessary configuration in addition to the above configuration, and may include, for example, a known configuration such as a retardation layer, an optical compensation layer, an anti-reflection layer, a hard coating layer, and the like at an appropriate location.
  • a known configuration such as a retardation layer, an optical compensation layer, an anti-reflection layer, a hard coating layer, and the like at an appropriate location.
  • the method for manufacturing such an optical device applied in the present application is not particularly limited.
  • the optical device may include the first outer substrate described above; A second outer substrate disposed opposite to the first outer substrate; The active liquid crystal film and / or the polarizer encapsulated by the encapsulating agent (the adhesive film) between the first and second outer substrates, and an adhesive film or shrinkable film forming the encapsulating agent attached to the outer substrate
  • the film and the shrinkable film may be manufactured through a laminate prepared by laminating according to a desired structure.
  • the laminate can be applied to an appropriate bonding process, for example, an autoclave process, to complete encapsulation and manufacture a device.
  • an appropriate bonding process for example, an autoclave process
  • the conditions of the autoclave process are not particularly limited, and may be performed under appropriate temperature and pressure, for example, depending on the type of adhesive film applied.
  • the temperature of the normal autoclate process is about 80 ° C or higher, 90 ° C or higher, or 100 ° C or higher, and the pressure is 2 atm or higher, but is not limited thereto.
  • the upper limit of the process temperature may be about 200 ° C or less, 190 ° C or less, 180 ° C or less, or 170 ° C or less, and the upper limit of the process pressure is about 10 atm or less, 9 atm or less, 8 atm or less, 7 atm It may be less than or equal to or less than 6 atmospheres.
  • optical device as described above may be used for various purposes, for example, eyewear such as sunglasses or eyewear for AR (Argumented Reality) or VR (Virtual Reality), exterior walls of buildings or sunroofs for vehicles, etc. Can be used.
  • eyewear such as sunglasses or eyewear for AR (Argumented Reality) or VR (Virtual Reality), exterior walls of buildings or sunroofs for vehicles, etc. Can be used.
  • the optical device may itself be a vehicle sunroof.
  • the optical device mounted in the opening or a sunroof for a vehicle may be mounted and used.
  • a substrate having a smaller radius of curvature that is, a substrate having a greater curvature, may be disposed in the direction of gravity.
  • the present application provides an optical device with a variable transmittance, and the optical device includes eyewear, such as sunglasses or eyewear for AR (Argumented Reality) or VR (Virtual Reality), a building exterior wall or a vehicle line. It can be used for various purposes such as loops.
  • 1 to 6 are exemplary views for explaining the optical device of the present application.
  • 7 to 10 are exemplary views for explaining the structure of an optical device to which a shrinkable film is applied.
  • FIG. 11 is a diagram exemplarily showing a state for comparing the performance of Examples and Comparative Examples.
  • Shrinkage of the shrinkable film referred to in this specification was measured in the following manner using DMA equipment (Q800) of TA.
  • the specimen was made to have a width of about 5.3 mm and a length of about 10 mm, and the shrinkage was measured after fixing both ends of the specimen in the longitudinal direction to the clamps of the measuring equipment.
  • the length of the specimen 10 mm is the length excluding the portion fixed to the clamp. After the specimen was fixed to the clamp as described above, it was measured under the conditions of a preload force of 0.01N, a heating rate of 3.00 ° C / min, or a heating rate of -3.00 ° C / min in a controlled force mode.
  • Active liquid crystal film Guest-host active liquid crystal film (cell gap: about 12 ⁇ m, base film type: PET (poly (ethylene terephthalate) film), liquid crystal / dye mixture type: Merck MAT-16-969 liquid crystal and anisotropic dye ( Mixture of BASF, X12)),
  • Polarizer PVA (polyvinylalcohol) type linear absorption polarizer
  • Second outer substrate glass substrate with a thickness of 0.55 mm and a curvature of 2400 R
  • Encapsulating agent adhesive film: TPU (thermoplastic polyurethane) adhesive film (thickness: about 0.38 mm, manufacturer: Argotec, product name: ArgoFlex)
  • Shrinkable film Stretched PVA-based polarizing film (MD (Mechanical Direction) high temperature (90 ° C) Shrinkage: 1.32%, MD (Mechanical Direction) low temperature (-40 ° C) Shrinkage: 1.32%, TD (Transverse Direction) high temperature (90 ° C) Shrinkage: 0.17%, TD (Transverse Direction) Low Temperature (-40 ° C) Shrinkage: 0.31%)
  • a laminate was prepared by sequentially laminating the shrinkable film, the TPU adhesive film, the second outer substrate, the OCA encapsulant, the active liquid crystal film, the TPU adhesive film, and the first outer substrate.
  • both the convex portions of the first and second outer substrates were directed upward.
  • a laminate was prepared so that the MD direction of the shrinkable film (stretched PVA-based polarizing film) was a direction perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal alignment film.
  • the autoclave process was performed on the laminate at a temperature of about 100 ° C. and a pressure of about 2 atm to prepare an optical device.
  • the TPU adhesive film of Example 1 and the first outer substrate of Example 1 were sequentially stacked to prepare a laminate.
  • both the convex portions of the first and second outer substrates were directed upward.
  • a laminate was prepared so that the MD direction of the shrinkable film (stretched PVA-based polarizing film) was perpendicular to the light absorption axis direction of the PVA-based linear absorption type polarizer.
  • the autoclave process was performed on the laminate at a temperature of about 100 ° C. and a pressure of about 2 atm to prepare an optical device.
  • TPU adhesive film of Example 1 was sequentially stacked to prepare a laminate. When manufacturing the laminate, both the convex portions of the first and second outer substrates were directed upward.
  • MD (Mechanical Direction) direction high temperature (90 ° C) shrinkage is 0.51%
  • a laminate was prepared so that the MD direction of the shrinkable film (stretched PET film) was perpendicular to the light absorption axis direction of the PVA-based linear absorption type polarizer. Thereafter, the autoclave process was performed on the laminate at a temperature of about 100 ° C. and a pressure of about 2 atm to prepare an optical device.
  • TPU adhesive film of Example 1 was sequentially stacked to prepare a laminate. When manufacturing the laminate, both the convex portions of the first and second outer substrates were directed upward.
  • MD (Mechanical Direction) direction high temperature (90 ° C) shrinkage is 0.51%
  • TD (Transverse Direction) low temperature (-40 ° C) shrinkage of 0.01% Used.
  • a laminate was prepared so that the MD direction of the shrinkable film (stretched PET film) was perpendicular to the light absorption axis direction of the PVA-based linear absorption type polarizer. Thereafter, the autoclave process was performed on the laminate at a temperature of about 100 ° C. and a pressure of about 2 atm to prepare an optical device.
  • An optical device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that no shrinkable film was applied.
  • An optical device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that no shrinkable film was applied.
  • An optical device was manufactured in the same manner as in Example 3, except that no shrinkable film was applied.
  • the optical device was maintained at 100 ° C for 168 hours, and the cycling test conditions are as follows.
  • Temperature change rate temperature rise 1 ° C / min, temperature reduction -1 ° C / min

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Abstract

본 출원은 광학 디바이스에 대한 것이다. 본 출원은 투과율의 가변이 가능한 광학 디바이스를 제공하고, 이러한 광학 디바이스는, 선글라스나 AR(Argumented Reality) 또는 VR(Virtual Reality)용 아이웨어(eyewear) 등의 아이웨어류, 건물의 외벽이나 차량용 선루프 등의 다양한 용도에 사용될 수 있다.

Description

광학 디바이스
본 출원은 2018년 9월 4일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2018-0105602호에 기초하여 우선권을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원 문헌에 개시된 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은, 광학 디바이스에 관한 것이다.
액정 화합물을 이용하여 투과율을 가변할 수 있도록 설계된 투과율 가변 필름은 다양하게 알려져 있다. 예를 들면, 호스트 물질(host material)과 이색성 염료 게스트(dichroic dye guest)의 혼합물을 적용한 소위 GH셀(Guest host cell)을 사용한 투과율 가변 필름이 알려져 있다. 이러한 투과율 가변 필름은 선글라스나 안경 등의 아이웨어(eyewear), 건물 외벽 또는 차량의 선루프 등을 포함한 다양한 용도에 적용되고 있다.
투과율 가변 필름의 다양한 용도로의 적용 가능성을 높이는 측면에서 투과율 가변 장치 등을 캡슐화한 구조가 고려될 수 있다. 캡슐화의 방법으로는 유리 기판과 같은 강성 외곽 기판의 사이에 핫멜팅(hot metling) 소재나 기타 접착 소재를 사용하여 오토클레이브(Auto Clave) 방식 등으로 상기 투과율 가변 장치를 캡슐화하는 방법을 생각할 수 있다.
오토클레이브 공정은 통상 100°C 이상의 고온과 2바(bar) 이상의 고압이 적용되는 고온고압 공정이다.
이러한 기술을 이용해 투과도 가변 필름을 2장의 외곽 기판의 사이에서 캡슐화하게 되면, 투과도 가변 필름에 압력이 가해지고, 이러한 압력은 고온 또는 고온 고습 조건 혹은 저온 조건 등에서 기포를 유발시킬 수 있다. 또한, 캡슐화에 적용되는 핫멜팅(hot melting) 소재나 기타 접착 소재 등은, 저온 조건 등의 조건에서 수축하고, 상기와 같은 수축과 외곽 기판의 복원력 등에 의해서 캡슐화된 투과도 가변 필름에 음압이 발행하여 기포가 유발될 수 있다. 또한, 고온 조건에서는 접착 소재 등의 탄성률이 낮아지면서 유리 기판의 변형이 발생할 수 있고, 상온 조건에서는 잔류 응력이 투과도 가변 필름에 전달되어 음압을 발생시킴으로써, 또 기포가 유발될 수 있다. 이와 같이 유리 기판 등의 강성 기판의 사이에서 캡슐화된 구조의 온도 변화에 따라서 많은 불량이 발생할 수 있고, 이러한 문제는 상기 강성 기판으로서 곡면 기판 등을 적용한 경우에 보다 부각된다.
본 출원은, 광학 디바이스를 제공한다. 본 출원에서는 적어도 2장의 외곽 기판의 사이에서 캡슐화된 능동 액정 필름을 포함하는 구조에서 온도 변화 조건 등을 포함한 다양한 내구 조건에서 기포 또는 외관 변화 등의 불량의 발생이 없는 내구성이 우수한 광학 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도나, 압력이 결과에 영향을 미치는 경우에 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온과 상압에서 측정한 것이다.
용어 상온은 가온하거나 감온하지 않은 자연 그대로의 온도로서, 일반적으로 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23°C또는 약 25°C정도의 온도일 수 있다. 또한, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 온도의 단위는 °C이다.
용어 상압은 특별히 줄이거나, 높이지 않은 자연 그대로의 압력으로서, 일반적으로 대기압과 같은 1기압 정도의 압력을 의미한다.
본 출원에서 제조되는 광학 디바이스는, 투과율의 조절이 가능한 광학 디바이스로서, 예를 들면, 적어도 투과 모드와 차단 모드 사이를 스위칭할 수 있는 광학 디바이스이다.
상기 투과 모드는, 광학 디바이스가 상대적으로 높은 투과율을 나타내는 상태이고, 차단 모드는, 광학 디바이스가 상대적으로 낮은 투과율의 상태이다.
일 예시에서 상기 광학 디바이스는, 상기 투과 모드에서의 투과율이 약 30% 이상, 약 35% 이상, 약 40% 이상, 약 45% 이상 또는 약 50% 이상일 수 있다. 또한, 상기 광학 디바이스는, 상기 차단 모드에서의 투과율이 약 20% 이하, 약 15% 이하 또는 약 10% 이하일 수 있다.
투과 모드에서의 투과율은 수치가 높을수록 유리하고, 차단 모드에서의 투과율은 낮을수록 유리하기 때문에 각각의 상한과 하한은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 투과 모드에서의 투과율의 상한은 약 100, 약 95%, 약 90%, 약 85%, 약 80%, 약 75%, 약 70%, 약 65% 또는 약 60%일 수 있다. 상기 차단 모드에서의 투과율의 하한은 약 0%, 약 1%, 약 2%, 약 3%, 약 4%, 약 5%, 약 6%, 약 7%, 약 8%, 약 9% 또는 약 10%일 수 있다.
상기 투과율은 직진광 투과율일 수 있다. 용어 직진광 투과율은 소정 방향으로 광학 디바이스를 입사한 광 대비 상기 입사 방향과 동일한 방향으로 상기 광학 디바이스를 투과한 광(직진광)의 비율일 수 있다. 일 예시에서 상기 투과율은, 상기 광학 디바이스의 표면 법선과 평행한 방향으로 입사한 광에 대하여 측정한 결과(법선광 투과율)일 수 있다.
본 출원의 광학 디바이스에서 투과율이 조절되는 광은, UV-A 영역의 자외선, 가시광 또는 근적외선일 수 있다. 일반적으로 사용되는 정의에 따르면, UV-A 영역의 자외선은 320 nm 내지 380 nm의 범위 내의 파장을 갖는 방사선을 의미하는 것으로 사용되고, 가시광은 380 nm 내지 780 nm의 범위 내의 파장을 갖는 방사선을 의미하는 것으로 사용되며, 근저외선은 780 nm 내지 2000 nm의 범위 내의 파장을 갖는 방사선을 의미하는 것으로 사용된다.
본 출원의 광학 디바이스는, 적어도 상기 투과 모드와 차단 모드의 사이를 스위칭할 수 있도록 설계된다. 필요한 경우에 광학 디바이스는, 상기 투과 및 차단 모드 외에 다른 모드, 예를 들면, 상기 투과 및 차단 모드의 투과율의 사이의 임의의 투과율을 나타낼 수 있는 모드 또는 부위별로 투과율이 다른 패턴화된 모드 등과 같은 다양한 제 3의 모드도 구현할 수 있도록 설계될 수 있다.
이와 같은 모드간의 스위칭은 광학 디바이스가 능동 액정 필름을 포함함으로써 달성될 수 있다. 상기에서 능동 액정 필름은, 적어도 2개 이상의 광축의 배향 상태, 예를 들면, 제 1 및 제 2 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있는 액정 소자 필름이다. 상기에서 광축은 능동 액정 필름에 포함되어 있는 액정 화합물이 막대(rod)형인 경우에는 그 장축 방향을 의미할 수 있고, 원반(discotic) 형태인 경우에는 상기 원반 평면의 법선 방향을 의미할 수 있다. 또한, 예를 들어, 능동 액정 필름이 어느 배향 상태에서 서로 광축이 방향이 다른 복수의 액정 화합물들을 포함하는 경우에 능동 액정 필름의 광축은 평균 광축으로 정의될 수 있고, 이 경우 평균 광축은 상기 액정 화합물들의 광축의 벡터합을 의미할 수 있다.
능동 액정 필름의 배향 상태는 외부 에너지의 인가를 통해 제어할 수 있다. 상기에서 외부 에너지는 다양한 형태일 수 있으며, 일 예시에서는 전압일 수 있다. 예를 들면, 상기 능동 액정 필름은 전압의 인가가 없는 상태에서 상기 제 1 및 제 2 배향 상태 중에서 어느 한 배향 상태를 가지고 있다가 전압이 인가되면 다른 배향 상태로 스위칭될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 배향 상태 중 어느 한 배향 상태에서 상기 차단 모드가 구현되고, 다른 배향 상태에서 상기 투과 모드가 구현될 수 있다. 편의상 본 명세서에서는 상기 제 1 상태에서 차단 모드가 구현되는 것으로 기술한다.
상기 능동 액정 필름은, 액정 화합물을 포함하는 액정층을 적어도 포함할 수 있다. 일 예시에서 상기 액정층은, 소위 게스트 호스트 액정층(guest-host liquid crystal layer)으로서, 액정 화합물과 이방성 염료를 포함하는 액정층일 수 있다. 이러한 액정층은, 소위 게스트 호스트 효과를 이용한 액정층으로서, 상기 액정 화합물(이하, 액정 호스트라 칭할 수 있다)의 배향 방향에 따라 상기 이방성 염료가 정렬되는 액정층이다. 상기 액정 호스트의 배향 방향은 전술한 외부 에너지의 인가 여부에 따라 조절할 수 있다.
액정층에 사용되는 액정 호스트의 종류는 특별히 제한되지 않고, 게스트 호스트 효과의 구현을 위해 적용되는 일반적인 종류의 액정 화합물이 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 액정 호스트로는, 스멕틱 액정 화합물, 네마틱 액정 화합물 또는 콜레스테릭 액정 화합물이 사용될 수 있다. 일반적으로는 네마틱 액정 화합물이 사용될 수 있다. 용어 네마틱 액정 화합물은, 액정 분자의 위치에 대한 규칙성은 없지만, 모두 분자축 방향으로 질서를 가지고 배열할 수 있는 액정 화합물을 의미하고, 이러한 액정 화합물은 막대(rod) 형태이거나 원반(discotic) 형태일 수 있다.
이러한 네마틱 액정 화합물은 예를 들면, 약 40°C 이상, 약 50°C 이상, 약 60°C 이상, 약 70°C 이상, 약 80°C 이상, 약 90°C 이상, 약 100°C 이상 또는 약 110°C 이상 이상의 등명점(clearing point)를 가지거나, 상기 범위의 상전이점, 즉 네마틱상에서 등방상으로의 상전이점을 가지는 것이 선택될 수 있다. 일 예시에서 상기 등명점 또는 상전이점은 약 160°C 이하, 약 150°C 이하 또는 약 140°C 이하일 수 있다.
상기 액정 화합물은, 유전율 이방성이 음수 또는 양수일 수 있다. 상기 유전율 이방성의 절대값은 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 유전율 이방성은 3 초과 또는 7 초과이거나, -2 미만 또는 -3 미만일 수 있다.
액정 화합물은 또한 약 0.01 이상 또는 약 0.04 이상의 광학 이방성(βn)을 가질 수 있다. 액정 화합물의 광학 이방성은 다른 예시에서 약 0.3 이하 또는 약 0.27 이하일 수 있다.
게스트 호스트 액정층의 액정 호스트로 사용될 수 있는 액정 화합물은 본 기술 분야의 전문가들에게 공지되어 있으며, 그들로부터 자유롭게 선택될 수 있다.
액정층이 게스트 호스트 액정층인 경우에는 상기 액정 호스트와 함께 이방성 염료를 포함한다. 용어 「염료」는, 가시광 영역, 예를 들면, 380 nm 내지 780 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 「이방성 염료」는 상기 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다.
이방성 염료로는, 예를 들면, 액정 호스트의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 이방성 염료로는, 아조 염료 또는 안트라퀴논 염료 등을 사용할 수 있고, 넓은 파장 범위에서의 광 흡수를 달성하기 위해서 액정층은 1종 또는 2종 이상의 염료를 포함할 수도 있다.
이방성 염료의 이색비(dichroic ratio)는 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 이방성 염료는 이색비가 5 이상 내지 20 이하일 수 있다. 용어「이색비」는, 예를 들어, p형 염료인 경우, 염료의 장축 방향에 평행한 편광의 흡수를 상기 장축 방향에 수직하는 방향에 평행한 편광의 흡수로 나눈 값을 의미할 수 있다. 이방성 염료는 가시광 영역의 파장 범위 내, 예를 들면, 약 380 nm 내지 780 nm 또는 약 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 일부의 파장 또는 어느 한 파장 또는 전 범위에서 상기 이색비를 가질 수 있다.
액정층 내에서의 이방성 염료의 함량은 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정 호스트와 이방성 염료의 합계 중량을 기준으로 상기 이방성 염료의 함량은 0.1 내지 10 중량% 범위 내에서 선택될 수 있다. 이방성 염료의 비율은 목적하는 투과율과 액정 호스트에 대한 이방성 염료의 용해도 등을 고려하여 변경할 수 있다.
액정층은 상기 액정 호스트와 이방성 염료를 기본적으로 포함하고, 필요한 경우에 다른 임의의 첨가제를 공지의 형태에 따라 추가로 포함할 수 있다. 첨가제의 예로는, 키랄 도펀트 또는 안정화제 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 액정층의 두께는 목적, 예를 들면, 목적하는 투과율의 가변 정도 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 일 예시에서 상기 액정층의 두께는, 약 0.01μm 이상, 0.05μm 이상, 0.1μm 이상, 0.5μm 이상, 1μm 이상, 1.5μm 이상, 2μm 이상, 2.5μm 이상, 3μm 이상, 3.5μm 이상, 4μm 이상, 4.5μm 이상, 5μm 이상, 5.5μm 이상, 6μm 이상, 6.5μm 이상, 7μm 이상, 7.5μm 이상, 8μm 이상, 8.5μm 이상, 9μm 이상 또는 9.5μm 이상일 수 있다. 이와 같이 두께를 제어함으로써, 투과 상태에서의 투과율과 차단 상태에서의 투과율의 차이가 큰 광학 디바이스, 즉 콘트라스트 비율이 큰 디바이스를 구현할 수 있다. 상기 두께는 두꺼울수록 높은 콘트라스트 비율의 구현이 가능하여 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 약 30 μm 이하, 25 μm 이하, 20 μm 이하 또는 15 μm 이하일 수 있다
상기와 같은 능동 액정층 또는 이를 포함하는 능동 액정 필름은, 제 1 배향 상태와 상기 제 1 배향 상태와는 다른 제 2 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 상기 스위칭은, 예를 들면, 전압과 같은 외부 에너지의 인가를 통해 조절할 수 있다. 예를 들면, 전압 무인가 상태에서 상기 제 1 및 제 2 배향 상태 중에서 어느 한 상태가 유지되다가, 전압 인가에 의해 다른 배향 상태로 스위칭될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 배향 상태는, 일 예시에서, 각각 수평 배향, 수직 배향, 트위스트 네마틱 배향 또는 콜레스테릭 배향 상태에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 차단 모드에서 능동 액정 필름 또는 액정층은, 적어도 수평 배향, 트위스트 네마틱 배향 또는 콜레스테릭 배향이고, 투과 모드에서 능동 액정 필름 또는 액정층은, 수직 배향 또는 상기 차단 모드의 수평 배향과는 다른 방향의 광축을 가지는 수평 배향 상태일 있다. 능동 액정 필름은, 전압 무인가 상태에서 상기 차단 모드가 구현되는 통상 차단 모드(Normally Black Mode)의 소자이거나, 전압 무인가 상태에서 상기 투과 모드가 구현되는 통상 투과 모드(Normally Transparent Mode)를 구현할 수 있다.
액정층의 배향 상태에서 해당 액정층의 광축이 어떤 방향으로 형성되어 있는 것인지를 확인하는 방식은 공지이다. 예를 들면, 액정층의 광축의 방향은, 흡수축이나 투과축의 방향을 알고 있는 다른 편광판을 이용하여 측정할 수 있으며, 이는 공지의 측정 기기, 예를 들면, Jascp사의 P-2000 등의 polarimeter를 사용하여 측정할 수 있다.
액정 호스트의 유전율 이방성, 액정 호스트를 배향시키는 배향막의 배향 방향 등을 조절하여 상기와 같은 통상 투과 또는 차단 모드의 능동 액정 필름을 구현하는 방식은 공지이다.
상기 능동 액정 필름은, 대향 배치된 2장의 기재 필름과 상기 2장의 기재 필름의 사이에 존재하는 상기 능동 액정층을 포함할 수 있다.
상기 능동 액정 필름은, 상기 2장의 기재 필름의 사이에서 상기 2장의 기재 필름의 간격을 유지하는 스페이서 및/또는 대향 배치된 2장의 기재 필름의 간격이 유지된 상태로 상기 기재 필름을 부착시키고 있는 실런트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 스페이서 및/또는 실런트로는, 특별한 제한 없이 공지의 소재가 사용될 수 있다.
기재 필름으로는, 예를 들면, 유리 등으로 되는 무기 필름 또는 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 플라스틱 필름으로는, TAC(triacetyl cellulose) 필름; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 필름; PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 필름; PC(polycarbonate) 필름; PE(polyethylene) 필름; PP(polypropylene) 필름; PVA(polyvinyl alcohol) 필름; DAC(diacetyl cellulose) 필름; Pac(Polyacrylate) 필름; PES(poly ether sulfone) 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PPS(polyphenylsulfone) 필름, PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenemaphthatlate) 필름; PET(polyethyleneterephtalate) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름; PAR(polyarylate) 필름 또는 불소 수지 필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 기재 필름에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
기재 필름으로는, 소정 범위의 위상차를 가지는 필름이 사용될 수 있다. 일 예시에서 상기 기재 필름은 정면 위상차가 100 nm 이하일 수 있다. 상기 정면 위상차는 다른 예시에서 약 95nm 이하, 약 90nm 이하, 약 85nm 이하, 약 80nm 이하, 약 75nm 이하, 약 70nm 이하, 약 65nm 이하, 약 60nm 이하, 약 55nm 이하, 약 50nm 이하, 약 45nm 이하, 약 40nm 이하, 약 35nm 이하, 약 30nm 이하, 약 25nm 이하, 약 20 nm 이하, 약 15 nm 이하, 약 10nm 이하, 약 5nm 이하, 약 4nm 이하, 약 3nm 이하, 약 2nm 이하, 약 1nm 이하 또는 약 0.5nm 이하일 수 있다. 상기 정면 위상차는 다른 예시에서 약 0nm 이상, 약 1nm 이상, 약 2nm 이상, 약 3nm 이상, 약 4nm 이상, 약 5nm 이상, 약 6nm 이상, 약 7nm 이상, 약 8nm 이상, 약 9nm 이상, 또는 약 9.5nm 이상일 수 있다.
기재 필름의 두께 방향 위상차의 절대값은, 예를 들면, 200 nm 이하일 수 있다. 상기 두께 방향 위상차의 절대값은 다른 예시에서 190nm 이하, 180nm 이하, 170nm 이하, 160nm 이하, 150nm 이하, 140nm 이하, 130nm 이하, 120nm 이하, 110nm 이하, 100nm 이하, 90nm 이하, 85 nm 이하, 80nm 이하, 70nm 이하, 60nm 이하, 50nm 이하, 40nm 이하, 30nm 이하, 20nm 이하, 10nm 이하, 5nm 이하, 4nm 이하, 3nm 이하, 2nm 이하, 1nm 이하 또는 0.5nm 이하일 수 있고, 0nm 이상, 10nm 이상, 20nm 이상, 30nm 이상, 40nm 이상, 50nm 이상, 60nm 이상, 70 nm 이상 또는 75 nm 이상일 수 있다. 상기 두께 방향 위상차는 절대값이 상기 범위 내라면 음수이거나, 양수일 수 있으며, 예를 들면, 음수일 수 있다.
본 명세서에서 정면 위상차(Rin)는 하기 수식 1로 계산되는 수치이고, 두께 방향 위상차(Rth)는 하기 수식 2로 계산되는 수치이다. 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 언급하는 상기 정면 및 두께 방향 위상차나 굴절률의 기준 파장은 약 550 nm이다.
[수식 1]
정면 위상차(Rin) = d Х (nx - ny)
[수식 2]
두께 방향 위상차(Rth) = d Х (nz - ny)
수식 1 및 2에서 d는 기재 필름의 두께이고, nx는 기재 필름의 지상축 방향의 굴절률이며, ny는 기재 필름의 진상축 방향의 굴절률이고, nz는 기재 필름의 두께 방향의 굴절률이다.
기재 필름이 광학 이방성인 경우에 대향 배치되어 있는 기재 필름들의 지상축들이 이루는 각도는, 예를 들면, 약 -10도 내지 10도의 범위 내, -7도 내지 7도의 범위 내, -5도 내지 5도의 범위 내 또는 -3도 내지 3도의 범위 내이거나 대략 평행할 수 있다.
상기 기재 필름의 지상축과 후술하는 편광자의 광 흡수축이 이루는 각도는, 예를 들면, 약 -10도 내지 10도의 범위 내, -7도 내지 7도의 범위 내, -5도 내지 5도의 범위 내 또는 -3도 내지 3도의 범위 내이거나 대략 평행할 수 있거나, 혹은 약 80도 내지 100도의 범위 내, 약 83도 내지 97도의 범위 내, 약 85도 내지 95도의 범위 내 또는 약 87도 내지 92도의 범위 내이거나 대략 수직일 수 있다.
상기와 같은 위상차 조절 또는 지상축의 배치를 통해서 광학적으로 우수하고 균일한 투과 및 차단 모드의 구현이 가능할 수 있다.
기재 필름은, 열팽창 계수가 100 ppm/K 이하일 수 있다. 상기 열팽창 계수는, 다른 예시에서 95ppm/K 이하, 90ppm/K 이하, 85ppm/K 이하, 80ppm/K 이하, 75ppm/K 이하, 70 ppm/K 이하 또는 65 ppm/K 이하이거나, 10 ppm/K 이상, 20 ppm/K 이상, 30 ppm/K 이상, 40 ppm/K 이상, 50 ppm/K 이상 또는 55 ppm/K 이상일 수 있다. 기재 필름의 열팽창 계수는, 예를 들면, ASTM D696의 규정에 따르 측정할 수 있고, 해당 규격에서 제공하는 형태로 필름을 재단하고, 단위 온도당 길이의 변화를 측정하여 열팽창 계수를 계산할 수 있으며, TMA(ThermoMechanic Analysis) 등의 공지의 방식으로 측정할 수 있다.
기재 필름으로는, 파단 신율이 90% 이상인 기재 필름을 사용할 수 있다. 상기 파단 신율은 95% 이상, 100% 이상, 105% 이상, 110% 이상, 115% 이상, 120% 이상, 125% 이상, 130% 이상, 135% 이상, 140% 이상, 145% 이상, 150% 이상, 155% 이상, 160% 이상, 165% 이상, 170% 이상 또는 175% 이상일 수 있고, 1,000% 이하, 900% 이하, 800% 이하, 700% 이하, 600% 이하, 500% 이하, 400% 이하, 300% 이하 또는 200% 이하일 수 있다. 기재 필름의 파단 신율은 ASTM D882 규격에 따라 측정할 수 있고, 해당 규격에서 제공하는 형태로 필름을 재단하고, Stress-Strain curve를 측정할 수 있는 장비(힘과 길이를 동시에 측정할 수 있는)를 이용하여 측정할 수 있다.
기재 필름이 상기 열팽창 계수 및/또는 파단 신율을 가지도록 선택되는 것에 의해 보다 우수한 내구성의 광학 디바이스가 제공될 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 약 50 μm 내지 200μm 정도의 범위 내일 수 있다.
능동 액정 필름에서 상기 기재 필름의 일면, 예를 들면, 상기 능동 액정층을 향하는 면상에는 도전층 및/또는 배향막이 존재할 수 있다.
기재 필름의 면상에 존재하는 도전층은, 능동 액정층에 전압을 인가하기 위한 구성으로서, 특별한 제한 없이 공지의 도전층이 적용될 수 있다. 도전층으로는, 예를 들면, 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등이 적용될 수 있다. 본 출원에서 적용될 수 있는 도전층의 예는 상기에 제한되지 않으며, 이 분야에서 능동 액정 필름에 적용될 수 있는 것으로 알려진 모든 종류의 도전층이 사용될 수 있다.
일 예시에서 상기 기재 필름의 면상에는 배향막이 존재한다. 예를 들면, 기재 필름의 일면에 우선 도전층이 형성되고, 그 상부에 배향막이 형성될 수 있다.
배향막은 능동 액정층에 포함되는 액정 호스트의 배향을 제어하기 위한 구성이고, 특별한 제한 없이 공지의 배향막을 적용할 수 있다. 업계에서 공지된 배향막으로는, 러빙 배향막이나 광배향막 등이 있고, 본 출원에서 사용될 수 있는 배향막은 상기 공지의 배향막이고, 이는 특별히 제한되지 않는다.
전술한 광축의 배향을 달성하기 위해서 상기 배향막의 배향 방향이 제어될 수 있다. 예를 들면, 대향 배치되어 있는 2장의 기재 필름의 각 면에 형성된 2개의 배향막의 배향 방향은 서로 약 -10도 내지 10도의 범위 내의 각도, -7도 내지 7도의 범위 내의 각도, -5도 내지 5도의 범위 내의 각도 또는 -3도 내지 3도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 평행할 수 있다. 다른 예시에서 상기 2개의 배향막의 배향 방향은 약 80도 내지 100도의 범위 내의 각도, 약 83도 내지 97도의 범위 내의 각도, 약 85도 내지 95도의 범위의 각도 내 또는 약 87도 내지 92도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 수직일 수 있다.
이와 같은 배향 방향에 따라서 능동 액정층의 광축의 방향이 결정되기 때문에, 상기 배향 방향은 능동 액정층의 광축의 방향을 확인하여 확인할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 능동 액정 필름의 형태는 특별히 제한되지 않고, 광학 디바이스의 적용 용도에 따라서 정해질 수 있으며, 일반적으로는 필름 또는 시트 형태이다.
광학 디바이스는, 편광자를 포함할 수 있다. 상기 편광자는 상기 능동 액정 필름 대신 포함되거나, 혹은 상기 능동 액정 필름과 함께 포함될 수 있다. 상기 편광자로는, 예를 들면, 흡수형 선형 편광자, 즉 일방향으로 형성된 광흡수축과 그와는 대략 수직하게 형성된 광투과축을 가지는 편광자를 사용할 수 있다.
상기 편광자는, 상기 능동 액정층의 제 1 배향 상태에서 상기 차단 상태가 구현된다고 가정하는 경우에 상기 제 1 배향 상태의 평균 광축(광축의 벡터함)과 상기 편광자의 광흡수축이 이루는 각도가 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도를 이루거나, 대략 수직이 되도록 광학 디바이스에 배치되어 있거나, 혹은 35도 내지 55도 또는 약 40도 내지 50도가 되거나 대략 45도가 되도록 광학 디바이스에 배치되어 있을 수 있다.
배향막의 배향 방향을 기준으로 할 때에, 전술한 것과 같이 대향 배치된 능동 액정 필름의 2장의 기재 필름의 각 면상에 형성된 배향막의 배향 방향이 서로 약 -10도 내지 10도의 범위 내의 각도, -7도 내지 7도의 범위 내의 각도, -5도 내지 5도의 범위 내의 각도 또는 -3도 내지 3도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 평행한 경우에 상기 2개의 배향막 중에서 어느 하나의 배향막의 배향 방향과 상기 편광자의 광흡수축이 이루는 각도가 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도를 이루거나, 대략 수직이 될 수 있다.
다른 예시에서 상기 2개의 배향막의 배향 방향이 약 80도 내지 100도의 범위 내의 각도, 약 83도 내지 97도의 범위 내의 각도, 약 85도 내지 95도의 범위의 각도 내 또는 약 87도 내지 92도의 범위 내의 각도를 이루거나 서로 대략 수직인 경우에는 2장의 배향막 중에서 상기 편광자에 보다 가깝게 배치된 배향막의 배향 방향과 상기 편광자의 광흡수축이 이루는 각도가 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도를 이루거나, 대략 수직이 될 수 있다.
예를 들면, 도 1에 나타난 바와 같이 상기 능동 액정 필름(10)와 상기 편광자(20)는 서로 적층된 상태에서 상기 능동 액정 필름(10)의 제 1 배향 방향의 광축(평균 광축)과 상기 편광자(20)의 광 흡수축이 상기 관계가 되도록 배치될 수 있다.
일 예시에서 상기 편광자(20)가 후술하는 편광 코팅층인 경우에는 상기 편광 코팅층이 상기 능동 액정 필름의 내부에 존재하는 구조가 구현될 수 있다. 예를 들면 도 2에 나타난 바와 같이 상기 능동 액정 필름의 기재 필름(110) 중 어느 하나의 기재 필름(110)과 능동 액정층(120)의 사이에 상기 편광 코팅층(201)이 존재하는 구조가 구현될 수 있다. 예를 들면, 기재 필름(110)상에 전술한 도전층, 상기 편광 코팅층(201) 및 상기 배향막이 순차 형성되어 있을 수 있다.
본 출원의 광학 디바이스에서 적용될 수 있는 상기 편광자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자로는, 기존 LCD 등에서 사용되는 통상의 소재, 예를 들면, PVA(poly(vinyl alcohol)) 편광자 등이나, 유방성 액정(LLC: Lyotropic Liquid Cystal)이나, 반응성 액정(RM: Reactive Mesogen)과 이색성 색소(dichroic dye)를 포함하는 편광 코팅층과 같이 코팅 방식으로 구현한 편광자을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 상기와 같이 코팅 방식으로 구현된 편광자는 편광 코팅층으로 호칭될 수 있다. 상기 유방성 액정으로는 특별한 제한 없이 공지의 액정을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 이색성비(dichroic ratio)가 30 내지 40 정도인 유방성 액정층을 형성할 수 있는 유방성 액정을 사용할 수 있다. 한편, 편광 코팅층이 반응성 액정(RM: Reactive Mesogen)과 이색성 색소(dichroic dye)를 포함하는 경우에 상기 이색성 색소로는 선형의 색소를 사용하거나, 혹은 디스코팅상의 색소(discotic dye)가 사용될 수도 있다.
본 출원의 광학 디바이스는 상기와 같은 능동 액정 필름과 편광자를 각각 하나씩만 포함할 수 있다. 따라서, 상기 광학 디바이스는 오직 하나의 상기 능동 액정 필름만을 포함하고, 오직 하나의 편광자만을 포함할 수 있다.
광학 디바이스는, 대향 배치되어 있는 2장의 외곽 기판을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 편의상 상기 2장의 외곽 기판 중에서 어느 하나를 제 1 외곽 기판으로 호칭하고, 다른 하나를 제 2 외곽 기판으로 호칭할 수 있으나, 상기 제 1 및 2의 표현이 외곽 기판의 선후 내지는 상하 관계를 규정하는 것은 아니다. 일 예시에서 상기 능동 액정 필름과 함께 포함되는 편광자는 상기 2장의 외곽 기판의 사이에서 캡슐화되어 있을 수 있다. 이러한 캡슐화는 접착 필름을 사용하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 3에 나타난 바와 같이 상기 대향 배치된 2장의 외곽 기판(30)의 사이에 상기 능동 액정 필름(10)와 편광자(20)가 존재할 수 있다.
상기 외곽 기판으로는, 예를 들면, 글라스 등으로 되는 무기 기판 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 플라스틱 기판으로는, TAC(triacetyl cellulose) 필름; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 필름; PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 필름; PC(polycarbonate) 필름; PE(polyethylene) 필름; PP(polypropylene) 필름; PVA(polyvinyl alcohol) 필름; DAC(diacetyl cellulose) 필름; Pac(Polyacrylate) 필름; PES(poly ether sulfone) 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PPS(polyphenylsulfone) 필름, PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenemaphthatlate) 필름; PET(polyethyleneterephtalate) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름; PAR(polyarylate) 필름 또는 불소 수지 필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 외곽 기판에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
외곽 기판으로는, 열팽창 계수가 100 ppm/K 이하인 것을 사용할 수 있다. 상기 열팽창 계수는, 다른 예시에서 95ppm/K 이하, 90ppm/K 이하, 85ppm/K 이하, 80ppm/K 이하, 75ppm/K 이하, 70 ppm/K 이하, 65 ppm/K 이하, 60 ppm/K 이하, 50 ppm/K 이하, 40 ppm/K 이하, 30 ppm/K 이하, 20 ppm/K 이하 또는 15 ppm/K 이하이거나, 1 ppm/K 이상, 2 ppm/K 이상, 3 ppm/K 이상, 4 ppm/K 이상, 5 ppm/K 이상, 6 ppm/K 이상, 7 ppm/K 이상, 8 ppm/K 이상, 9 ppm/K 이상 또는 10 ppm/K 이상일 수 있다.
상기 외곽 기판의 열팽창 계수 및 파단 신율의 측정 방식은 각각 전술한 기재 필름의 열팽창 계수 및 파단 신율의 측정 방식과 동일하다.
외곽 기판이 상기와 같은 열팽창 계수 및/또는 파단 신율을 가지도록 선택되는 것에 의해 보다 우수한 내구성의 광학 디바이스가 제공될 수 있다.
상기와 같은 외곽 기판의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 약 0.3 mm 이상일 수 있다. 상기 두께는 다른 예시에서 약 0.5 mm 이상, 약 1 mm 이상, 약 1.5 mm 이상 또는 약 2 mm 이상 정도일 수 있고, 10 mm 이하, 9 mm 이하, 8 mm 이하, 7 mm 이하, 6 mm 이하, 5 mm 이하, 4 mm 이하 또는 3 mm 이하 정도일 수도 있다.
상기 외곽 기판은, 평편(flat)한 기판이거나, 혹은 곡면 형상을 가지는 곡면 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 2장의 외곽 기판은 동시에 평편한 기판이거나, 동시에 곡면 형상을 가지거나, 혹은 어느 하나는 평편한 기판이고, 다른 하나는 곡면 형상의 기판일 수 있다.
또한, 상기에서 동시에 곡면 형상을 가지는 경우에는 각각의 곡률 또는 곡률 반경은 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 곡률 또는 곡률 반경은, 업계에서 공지된 방식으로 측정할 수 있으며, 예를 들면, 2D Profile Laser Sensor (레이저 센서), Chromatic confocal line sensor (공초점 센서) 또는 3D Measuring Conforcal Microscopy 등의 비접촉식 장비를 이용하여 측정할 수 있다. 이러한 장비를 사용하여 곡률 또는 곡률 반경을 측정하는 방식은 공지이다.
또한, 상기 기판과 관련해서 예를 들어, 표면과 이면에서의 곡률 또는 곡률 반경이 다른 경우에는, 본 명세서에서 언급하는 외곽 기판의 곡률 또는 곡률 반경은 광학 디바이스 내에 배치된 2장의 외곽 기판 각각의 서로 마주보는 면의 곡률 또는 곡률 반경을 의미할 수 있다. 따라서, 제 1 외곽 기판의 경우, 제 2 외곽 기판과 대향하는 면의 곡률 또는 곡률 반경과 제 2 외곽 기판의 경우 제 1 외곽 기판과 대향하는 면의 곡률 또는 곡률 반경이 기준이 될 수 있다. 또한, 해당 면에서의 곡률 또는 곡률 반경이 일정하지 않고, 상이한 부분이 존재하는 경우에는 가장 큰 곡률 또는 곡률 반경 또는 가장 작은 곡률 또는 곡률 반경 또는 평균 곡률 또는 평균 곡률 반경이 기준이 될 수 있다.
상기 기판은, 양자가 곡률 또는 곡률 반경의 차이가 10% 이내, 9% 이내, 8% 이내, 7% 이내, 6% 이내, 5% 이내, 4% 이내, 3% 이내, 2% 이내 또는 1% 이내일 수 있다. 상기 곡률 또는 곡률 반경의 차이는, 큰 곡률 또는 곡률 반경을 CL이라고 하고, 작은 곡률 또는 곡률 반경을 CS라고 할 때에 100Х(CL-CS)/CS로 계산되는 수치이다. 또한, 상기 곡률 또는 곡률 반경의 차이의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 2장의 외곽 기판의 곡률 또는 곡률 반경의 차이는 동일할 수 있기 때문에, 상기 곡률 또는 곡률 반경의 차이는 0% 이상이거나, 0% 초과일 수 있다.
상기와 같은 곡률 또는 곡률 반경의 제어는, 본 출원의 광학 디바이스와 같이 능동 액정 필름 및/또는 편광자가 접착 필름으로 캡슐화된 구조에 있어서 유용하다.
제 1 및 제 2 외곽 기판이 모두 곡면인 경우에 광학 디바이스 내에서 양자의 곡률은 동일 부호일 수 있다. 다시 말하면, 상기 2개의 외곽 기판은 모두 동일한 방향으로 굴곡되어 있을 수 있다. 즉, 상기 경우는, 제 1 외곽 기판의 곡률 중심과 제 2 외곽 기판의 곡률 중심이 모두 제 1 및 제 2 외곽 기판의 상부 및 하부 중에서 동일한 부분에 존재하는 경우이다. 도 4는, 제 1 및 제 2 외곽 기판(30)의 사이에 능동 액정 필름 등을 포함하는 캡슐화 부위(400)가 존재하는 측면 예시인데, 이 경우는 제 1 및 제 2 외곽 기판(30) 모두의 곡률 중심은 도면에서 하부에 존재하는 경우이다.
제 1 및 제 2 외곽 기판의 각각의 곡률 또는 곡률 반경의 구체적인 범위는 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 각각의 기판의 곡률 반경은, 100R 이상, 200R 이상, 300R 이상, 400R 이상, 500R 이상, 600R 이상, 700R 이상, 800R 이상 또는 900R 이상이거나, 10,000R 이하, 9,000R 이하, 8,000R 이하, 7,000R 이하, 6,000R 이하, 5,000R 이하, 4,000R 이하, 3,000R 이하, 2,000R 이하, 1,900R 이하, 1,800R 이하, 1,700R 이하, 1,600R 이하, 1,500R 이하, 1,400R 이하, 1,300R 이하, 1,200R 이하, 1,100R 이하 또는 1,050R 이하일 수 있다. 상기에서 R은 반지름이 1 mm인 원의 휘어진 경도를 의미한다. 따라서, 상기에서 예를 들어, 100R은 반지름이 100mm인 원의 휘어진 정도 또는 그러한 원에 대한 곡률 반경이다. 물론 기판이 평편한 경우에 곡률은 0이고, 곡률 반경은 무한대이다.
제 1 및 제 2 외곽 기판은 상기 범위에서 동일하거나 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 일 예시에서 제 1 및 제 2 외곽 기판의 곡률이 서로 다른 경우에, 그 중에서 곡률이 큰 기판의 곡률 반경이 상기 범위 내일 수 있다.
일 예시에서 제 1 및 제 2 외곽 기판의 곡률이 서로 다른 경우에는 그 중에서 곡률이 큰 기판이 광학 디바이스의 사용 시에 보다 중력 방향으로 배치되는 기판일 수 있다. 본 출원에서 상기 2장의 외곽 기판 중에서 광학 디바이스의 사용 상태에서 보다 중력 방향에 배치되는 기판은 하부 기판으로 호칭하고, 다른 기판은 상부 기판으로 호칭할 수 있다.
즉, 상기 캡슐화를 위해서는, 후술하는 바와 같이 접착 필름을 사용한 오토클레이브(Autoclave) 공정이 수행될 수 있고, 이 과정에서는 통상 고온 및 고압이 적용된다. 그런데, 이와 같은 오토클레이브 공정 후에 캡슐화에 적용된 접착 필름이 고온에서 장시간 보관되는 등의 일부 경우에는 일부 재융해 등이 일어나서, 외곽 기판이 벌어지는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 현상이 일어나게 되면, 캡슐화된 능동 액정 필름 및/또는 편광자에 힘이 작용하고, 내부에 기포가 형성될 수 있다.
그렇지만, 기판간의 곡률 또는 곡률 반경을 위와 같이 제어하게 되면, 접착 필름에 의한 합착력이 떨어지게 되어도 복원력과 중력의 합인 알짜힘이 작용하여 벌어짐을 막아줄 수 있고, 오토클레이브와 같은 공정 압력에도 잘 견딜 수 있다.
광학 디바이스는 상기 능동 액정 필름 및/또는 편광자를 상기 외곽 기판 내에서 캡슐화하고 있는 접착 필름을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 접착 필름을 캡슐화제라고도 호칭할 수 있다. 이러한 접착 필름(40)은, 예를 들면, 도 5에 나타난 바와 같이 외곽 기판(30)과 능동 액정 필름(10)의 사이, 능동 액정 필름(10)과 편광자(20)의 사이 및/또는 편광자(20)와 외곽 기판(30)의 사이에 존재할 수 있다.
또한, 상기 접착 필름은, 상기 능동 액정 필름(10)과 편광자(20)의 측면에도 존재할 수 있고, 적절하게는 모든 측면에 존재할 수 있다.
즉, 상기 접착 필름은, 상기 능동 액정 필름 및/또는 편광자의 상부 및 하부와 모든 측면에 존재할 수 있다.
접착 필름은, 상기 외곽 기판(30)과 능동 액정 필름(10), 능동 액정 필름(10)과 편광자(20) 및 편광자(20)와 외곽 기판(30)들을 서로 접착시키면서, 상기 능동 액정 필름(10)과 편광자(20)를 캡슐화하고 있을 수 있다.
예를 들면, 목적하는 구조에 따라서 외곽 기판, 능동 액정 필름, 편광자 및 접착 필름을 적층한 후에 진공 상태에서 압착하는 방식으로 상기 구조를 구현할 수 있다.
상기 접착 필름으로는 특별한 제한 없이 공지의 소재가 사용될 수 있고, 예를 들면, 공지된 열가소성 폴리우레탄 접착 필름(TPU: Thermoplastic Polyurethane), TPS(Thermoplastic Starch), 폴리아마이드 접착 필름, 아크릴계 접착 필름, 폴리에스테르 접착 필름, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착 필름, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 접착 필름 또는 폴리올레핀 엘라스토머 필름(POE 필름) 등 중에서 선택될 수 있다.
접착 필름으로는, 소정 범위의 위상차를 가지는 필름이 사용될 수 있다. 일 예시에서 상기 접착 필름은 정면 위상차가 100 nm 이하일 수 있다. 상기 정면 위상차는 다른 예시에서 약 95nm 이하, 약 90nm 이하, 약 85nm 이하, 약 80nm 이하, 약 75nm 이하, 약 70nm 이하, 약 65nm 이하, 약 60nm 이하, 약 55nm 이하, 약 50nm 이하, 약 45nm 이하, 약 40nm 이하, 약 35nm 이하, 약 30nm 이하, 약 25nm 이하, 약 20 nm 이하, 약 15 nm 이하, 약 10nm 이하, 약 9nm 이하, 약 8nm 이하, 약 7nm 이하, 약 6nm 이하, 약 5nm 이하, 약 4nm 이하, 약 3nm 이하, 약 2nm 이하 또는 약 1nm 이하일 수 있다. 상기 정면 위상차는 다른 예시에서 약 0nm 이상, 약 1nm 이상, 약 2nm 이상, 약 3nm 이상, 약 4nm 이상, 약 5nm 이상, 약 6nm 이상, 약 7nm 이상, 약 8nm 이상, 약 9nm 이상, 또는 약 9.5nm 이상일 수 있다.
접착 필름의 두께 방향 위상차의 절대값은, 예를 들면, 200 nm 이하일 수 있다. 상기 절대값은 다른 예시에서 약 190nm 이하, 180nm 이하, 170nm 이하, 160nm 이하, 150nm 이하, 140nm 이하, 130nm 이하, 120 nm 이하 또는 115 nm 이하일 수 있거나nm 이상, 0nm 이상, 10nm 이상, 20nm 이상, 30nm 이상, 40nm 이상, 50nm 이상, 60nm 이상, 70nm 이상, 80 nm 이상 또는 90 nm 이상일 수 있다. 상기 두께 방향 위상차는 상기 범위 내의 절대값을 가지는 한 음수이거나nm 이상, 양수일 수 있다.
상기 접착 필름의 정면 위상차(Rin) 및 두께 방향 위상차(Rth)는 각각 상기 수식 1 및 2에서 두께(d), 지상축 방향 굴절률(nx), 진상축 방향 굴절률(ny) 및 두께 방향의 굴절률(nz)을 접착 필름의 두께(d), 지상축 방향 굴절률(nx), 진상축 방향 굴절률(ny) 및 두께 방향의 굴절률(nz)로 대체하여 계산하는 것 외에는 동일하게 계산될 수 있다.
상기에서 접착 필름의 두께는 상기 외곽 기판(30)과 능동 액정층(10)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격, 능동 액정층(10)과 편광자(20)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격 및 편광자(20)와 외곽 기판(30)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격일 수 있다.
접착 필름으로는, 영률(Young's modulus)이 0.1 내지 100 MPa의 범위 내에 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 영률은, 예를 들면, ASTM D882에 규정된 방식으로 측정할 수 있고, 해당 규격에서 제공하는 형태로 필름을 재단하고, Stress-Strain curve를 측정할 수 있는 장비(힘과 길이를 동시에 측정할 수 있는)를 이용하여 측정할 수 있다.
접착 필름이 상기와 같은 영률을 가지도록 선택되는 것에 의해 보다 우수한 내구성의 광학 디바이스가 제공될 수 있다.
상기와 같은 접착 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 약 200 μm 내지 600μm 정도의 범위 내일 수 있다. 상기에서 접착 필름의 두께는 상기 외곽 기판(30)과 능동 액정 필름(10)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격, 능동 액정 필름(10)과 편광자(20)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격 및 편광자(20)와 외곽 기판(30)의 사이의 접착 필름의 두께, 예를 들면 상기 양자간의 간격일 수 있다.
광학 디바이스는 또한, 버퍼층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 버퍼층은, 상기 능동 액정 필름의 일면 또는 양면에 존재할 수 있다. 도 6은, 능동 액정 필름(10)의 양측에 버퍼층(50)이 존재하는 구조를 나타내지만, 상기 버퍼층(50)은 능동 액정 필름(10)의 일측에만 존재할 수도 있다.
상기와 같은 버퍼층은, 능동 액정 필름이 접착 필름에 의해 캡슐화되어 있는 구조에서 층간 열팽창 계수의 차이 등에 의해 발생하는 음압을 완화하고, 보다 내구성이 있는 디바이스가 구현될 수 있도록 할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 버퍼층으로는, 영률(Young's modulus)이 1 MPa 이하인 층을 사용할 수 있다. 상기 버퍼층의 영률은 다른 예시에서 0.9 MPa 이하, 0.8 MPa 이하, 0.7 MPa 이하, 0.6 MPa 이하, 0.6 MPa 이하, 0.1 MPa 이하, 0.09 MPa 이하, 0.08 MPa 이하, 0.07 MPa 이하 또는 0.06 MPa 이하일 수 있다. 상기 영률은 다른 예시에서 약 0.001 MPa 이상, 0.002 MPa 이상, 0.003 MPa 이상, 0.004 MPa 이상, 0.005 MPa 이상, 0.006 MPa 이상, 0.007 MPa 이상, 0.008 MPa 이상, 0.009 MPa 이상, 0.01 MPa 이상, 0.02 MPa 이상, 0.03 MPa 이상, 0.04 MPa 이상, 또는 0.045 MPa 이상일 수 있다. 상기에서 영률의 측정 방식은 전술한 접착 필름의 측정 방식과 같다.
버퍼층으로는, 특별한 제한 없이 전술한 영률을 나타내는 투명 소재가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 아크릴레이트계, 우레탄계, 러버계 또는 규소계의 올리고머 또는 고분자 재료 등을 사용할 수 있다.
버퍼층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 상기 범위의 영률을 나타내어 디바이스의 내부에서 발생하는 음압 등을 효과적으로 완화할 수 있는 범위에서 선택될 수 있다.
본 출원의 광학 디바이스는 수축성 필름을 추가로 포함할 수 있다. 즉 본 출원의 광학 디바이스는, 전술한 바와 같이 제 1 및 제 2 외곽 기판의 사이에서 캡슐화제에 의해 캡슐화된 능동 액정 필름 및/또는 편광자를 포함할 수 있는데, 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판 중 어느 한 기판과 인접하여 존재하는 수축성 필름을 추가로 포함할 수 있다.
상기 수축성 필름은, 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판 중 적어도 하나의 기판에 인접하여 존재할 수도 있고, 양 기판 모두에 인접하여 2개 이상 존재할 수도 있다. 1개의 수축성 필름이 존재하는 경우에는 상기 1개의 수축성 필름은, 전술한 하부 외곽 기판에 인접하여 존재할 수 있다.
상기 수축성 필름은, 상기 제 1 또는 제 2 외곽 기판의 내측 또는 외측에 존재할 수 있다. 상기에서 외곽 기판의 내측은, 외곽 기판의 양 주표면 중에서 광학 디바이스에서 능동 액정 필름을 향하는 면을 의미하고, 외측은, 그 반대 주표면을 의미할 수 있다.
일 예시에서 상기 광학 디바이스는, 상기 수축성 필름과 외곽 기판의 사이에 접착 필름을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 수축성 필름은, 상기 외곽 기판의 전술한 내측 및/또는 외측 표면에 상기 접착 필름을 통해 부착되어 있을 수 있다. 이 경우 적용될 수 있는 접착 필름의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 상기 캡슐화제로 적용된 것과 동일한 종류의 접착 필름이 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 상기 접착 필름은, 전술한 폴리우레탄 접착 필름(TPU: Thermoplastic Polyurethane), TPS(Thermoplastic Starch), 폴리아마이드 접착 필름, 아크릴계 접착 필름, 폴리에스테르 접착 필름, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착 필름, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 접착 필름 또는 폴리올레핀 엘라스토머 필름 등일 수 있다.
도 7 내지 10은, 각각 하부 기판인 제 2 외곽 기판(302)에 인접하여 상기 수축성 필름(100)이 존재하는 경우의 예시이다.
도 7 및 8은, 상부 기판인 제 1 외곽 기판(301)과 제 2 외곽 기판(302)의 사이에 캡슐화제(40)로 캡슐화된 능동 액정 필름(10) 및/또는 편광자(20)를 포함하는 구조에서 제 2 외곽 기판(302)의 내측에 캡슐화제(40)를 형성하는 접착 필름에 의해 수축성 필름이 부착되어 있는 구조이며, 도 9 및 10은, 상부 기판인 제 1 외곽 기판(301)과 제 2 외곽 기판(302)의 사이에 캡슐화제(40)로 캡슐화된 능동 액정 필름(10) 및/또는 편광자(20)를 포함하는 구조에서 제 2 외곽 기판(302)의 외측에 접착 필름(401)에 의해 수축성 필름이 부착되어 있는 구조이다.
본 출원에서는 상기와 같이 수축성 필름을 도입하는 것을 위해서 광학 디바이스를 제조하는 오토클레이브 공정이나, 제조 후의 온도 변화 등의 환경 변화에 의해서도 캡슐화된 소자(능동 액정 필름 및/또는 편광자)에 발생할 수 있는 음압을 최소화하고, 기포 등에 의해 White spot 등이 발생하는 불량을 방지할 수 있다.
본 출원에서 용어 수축성 필름은, 적어도 임의의 방향에서 목적하는 저온 및/또는 고온 수축률을 나타내는 필름을 의미할 수 있다.
일 예시에서 상기 수축성 필름은, -40°C에서의 수축률이 0.001% 내지 10%의 범위 내일 수 있다. 상기 수축률은, 0.005% 이상, 0.01% 이상, 0.02% 이상, 0.03% 이상, 0.04% 이상, 0.05% 이상, 0.06% 이상, 0.07% 이상, 0.08% 이상, 0.09% 이상, 0.1% 이상, 0.15% 이상, 0.2% 이상, 0.25% 이상, 0.3% 이상, 0.35% 이상, 0.4% 이상, 0.45% 이상, 0.5% 이상, 0.55% 이상, 0.6% 이상, 0.65% 이상, 0.7% 이상, 0.75% 이상, 0.8% 이상, 0.85% 이상, 0.9% 이상, 0.95% 이상, 1% 이상, 1.05% 이상, 1.1% 이상, 1.15% 이상, 1.2% 이상, 1.25% 이상 또는 1.3% 이상일 수 있다. 또한 상기 수축률은 9.5% 이하, 9% 이하, 8.5% 이하, 8% 이하, 7.5% 이하, 7% 이하, 6.5% 이하, 6% 이하, 5.5% 이하, 5% 이하, 4.5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하, 2.5, 2% 이하 또는 1.5% 이하일 수도 있다.
일 예시에서 상기 수축성 필름은, 90°C에서의 수축률이 0.001% 내지 10%의 범위 내일 수 있다. 상기 수축률은, 0.005% 이상, 0.01% 이상, 0.02% 이상, 0.03% 이상, 0.04% 이상, 0.05% 이상, 0.06% 이상, 0.07% 이상, 0.08% 이상, 0.09% 이상, 0.1% 이상, 0.15% 이상, 0.2% 이상, 0.25% 이상, 0.3% 이상, 0.35% 이상, 0.4% 이상, 0.45% 이상, 0.5% 이상, 0.55% 이상, 0.6% 이상, 0.65% 이상, 0.7% 이상, 0.75% 이상, 0.8% 이상, 0.85% 이상, 0.9% 이상, 0.95% 이상, 1% 이상, 1.05% 이상, 1.1% 이상, 1.15% 이상, 1.2% 이상, 1.25% 이상 또는 1.3% 이상일 수 있다. 또한 상기 수축률은 9.5% 이하, 9% 이하, 8.5% 이하, 8% 이하, 7.5% 이하, 7% 이하, 6.5% 이하, 6% 이하, 5.5% 이하, 5% 이하, 4.5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하, 2.5, 2% 이하 또는 1.5% 이하일 수도 있다.
상기 -40°C에서의 수축률 및 90°C에서의 수축률은 후술하는 실시예에 기재된 방식으로 평가한 결과이다.
또한, 상기 각 수축률은 수축성 필름의 임의의 어느 한 방향에서의 수축률일 수 있으며, 일 예시에서 상기 수축성 필름의 모든 방향에서 확인되는 수축률 중에서 가장 큰 수축률 혹은 가장 작은 수축률이거나, 상기 모든 방향에서의 수축률의 평균치일 수 있다. 예를 들어, 수축성 필름이 후술하는 연신 고분자 필름인 경우, 상기 수축률은, 소위 MD(Mechanical Direction) 방향에서의 수축률이거나, TD(Transverse Direction) 방향에서의 수축률일 수 있다.
상기 수축성 필름은, 상기 수축률을 나타내는 방향이 소정 방항이 되도록 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 수축성 필름은, 전술한 배향막의 배향 방향 혹은 광학 디바이스에 포함되는 상기 편광자의 광 흡수축과 상기 수축성 필름의 상기 수축률을 나타내는 방향이 -30도 내지 30도의 범위 내, -25도 내지 25도의 범위 내, -20도 내지 20도의 범위 내, -15도 내지 15도의 범위 내, -10도 내지 10도의 범위내 혹은 -5도 내지 5도의 범위 내의 각도를 이루거나, 혹은 대략 평행하도록 광학 디바이스 내에 포함되거나, 혹은 전술한 배향막의 배향 방향 혹은 광학 디바이스에 포함되는 상기 편광자의 광 흡수축과 상기 수축성 필름의 상기 수축률을 나타내는 방향이 60도 내지 120도의 범위 내, 65도 내지 115도의 범위 내, 70도 내지 110도의 범위 내, 75도 내지 105도의 범위 내, 80도 내지 100도의 범위내 혹은 85도 내지 95도의 범위 내의 각도를 이루거나, 혹은 대략 수직하도록 광학 디바이스 내에 포함되어 있을 수 있다.
수축성 필름으로는 상기와 같은 수축률을 나타내는 것이라면 특별한 제한 없이 다양한 필름을 사용할 수 있다. 일 예시에서 상기 수축성 필름은 공지의 연신 고분자 필름일 수 있다. 이러한 연신 고분자 필름은, 연신 공정을 거쳐 제조되기 때문에, 고온 조건 및/또는 저온 조건에서 수축하는 특성을 가진다. 이 경우 수축률은, 제조 과정에서의 연신 배율 등에 의해서 결정된다. 본 출원에서는 공지의 수축성 필름 중에서 상기와 같은 수축률을 나타내는 필름을 선택하여 사용할 수 있다.
적용될 수 있는 연신 고분자 필름인 수축성 필름의 예로는, DAC(diacetyl cellulose) 필름 또는 TAC(triacetyl cellulose) 필름 등의 셀룰로오스 고분자 필름; 노르보르넨 유도체 필름 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 필름이나, PE(polyethylene) 필름; PP(polypropylene) 필름 등의 폴리올레핀 필름; PMMA(poly(methyl methacrylate) 필름이나 Pac(Polyacrylate) 필름 등의 아크릴 고분자 필름; PC(polycarbonate) 필름이나 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름 등의 폴리에스테르 필름; PVA(polyvinyl alcohol) 필름 등의 폴리비닐알코올계열의 필름; PES(poly(ether sulfone)) 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PPS(polyphenylsulfone) 필름; PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenemaphthatlate) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름; PAR(polyarylate) 필름 또는 불소 수지 필름 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
수축성 필름의 두께는 특별한 제한이 없고, 전술한 수축률을 나타내는 필름 중에서 목적하는 광학 디바이스의 두께를 고려하여 적정한 종류를 선택하여 사용할 수 있다.
광학 디바이스는 상기 구성 외에도 필요한 임의 구성을 추가로 포함할 수 있고, 예를 들면, 위상차층, 광학 보상층, 반사 방지층, 하드코팅층 등의 공지의 구성을 적절한 위치에 포함할 수 있다.
본 출원에서 적용되는 상기와 같은 광학 디바이스를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들면, 상기 광학 디바이스는, 전술한 제 1 외곽 기판; 상기 제 1 외곽 기판과 대향 배치되어 있는 제 2 외곽 기판; 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판의 사이에서 캡슐화제(상기 접착 필름)에 의해 캡슐화되는 상기 능동 액정 필름 및/또는 상기 편광자, 상기 캡슐화제를 형성하는 접착 필름이나 수축성 필름을 외곽 기판에 부착하는 접착 필름 및 상기 수축성 필름을 원하는 구조에 따라 적층하여 제조된 적층체를 통해 제조할 수 있다.
즉, 상기 적층체를 적절한 합착 공정, 예를 들면, 오토클레이브 공정에 적용하여 캡슐화를 완료하고 디바이스를 제조할 수 있다.
상기 오토클레이브 공정의 조건은 특별한 제한이 없고, 예를 들면, 적용된 접착 필름의 종류에 따라 적절한 온도 및 압력 하에서 수행할 수 있다. 통상의 오토클레이트 공정의 온도는 약 80°C 이상, 90°C 이상 또는 100°C 이상이며, 압력은 2기압 이상이나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 공정 온도의 상한은 약 200°C 이하, 190°C 이하, 180°C 이하 또는 170°C 이하 정도일 수 있고, 공정 압력의 상한은 약 10기압 이하, 9기압 이하, 8기압 이하, 7기압 이하 또는 6기압 이하 정도일 수 있다.
상기와 같은 광학 디바이스는 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 예를 들면, 선글라스나 AR(Argumented Reality) 또는 VR(Virtual Reality)용 아이웨어(eyewear) 등의 아이웨어류, 건물의 외벽이나 차량용 선루프 등에 사용될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 광학 디바이스는, 그 자체로서 차량용 선루프일 수 있다.
예를 들면, 적어도 하나 이상의 개구부가 형성되어 있는 차체를 포함하는 자동차에 있어서 상기 개구부에 장착된 상기 광학 디바이스 또는 차량용 선루프를 장착하여 사용될 수 있다.
이 때 외곽 기판의 곡률 또는 곡률 반경이 서로 상이한 경우에는 그 중에서 곡률 반경이 더 작은 기판, 즉 곡률이 더 큰 기판이 보다 중력 방향으로 배치될 수 있다.
본 출원은 투과율의 가변이 가능한 광학 디바이스를 제공하고, 이러한 광학 디바이스는, 선글라스나 AR(Argumented Reality) 또는 VR(Virtual Reality)용 아이웨어(eyewear) 등의 아이웨어류, 건물의 외벽이나 차량용 선루프 등의 다양한 용도에 사용될 수 있다.
도 1 내지 6은 본 출원의 광학 디바이스를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7 내지 10은, 수축성 필름이 적용된 광학 디바이스의 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 11은, 실시예 및 비교예의 성능을 비교하기 위한 상태를 예시적으로 보여주는 도면이다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
1. 수축률의 측정
본 명세서에서 언급하는 수축성 필름의 수축률은 TA社의 DMA 장비(Q800)를 사용하여 하기 방식으로 측정하였다. 시편은, 폭이 약 5.3 mm이고, 길이가 약 10 mm가 되도록 제작하고, 상기 시편의 길이 방향의 양 말단을 측정 장비의 클램프에 고정한 후에 수축률을 측정하였다. 상기에서 시편의 길이 10 mm는 클램프에 고정되는 부위를 제외한 길이이다. 상기와 같이 시편을 클램프에 고정한 후에 controlled force mode로 preload force 0.01N, 승온 속도 3.00°C/min 혹은 감온 속도 -3.00°C/min의 조건으로 측정하였다. -40°C에서 30분 유지된 후의 시편의 길이(L-40) 및 초기 길이(LO=10mm)를 통해 -40°C 수축율(100Х(L-40-LO)/LO)을 측정하였고, 90°C에서 30분 유지된 후의 시편의 길이(L90) 및 초기 길이(LO=100) 측정 온도로 -40°C 수축율(100Х(L90-LO)/LO)을 구하였다.
<측정 온도 조건 및 시간>
온도: 25°C start → 90°C (30분 유지) → 25°C (30분 유지) → 40°C (30분 유지) → 25°C (30분 유지)
실시예 1.
광학 디바이스의 제조에는 하기의 구성을 사용하였다.
능동 액정 필름: 게스트-호스트 능동 액정 필름(셀갭: 약 12㎛, 기재 필름 종류: PET(poly(ethylene terephthalate) 필름), 액정/염료 혼합물 종류: Merck社의 MAT-16-969 액정과 이방성 염료(BASF社, X12)의 혼합물),
편광자: PVA(polyvinylalcohol)계 선형 흡수형 편광자,
제 1 외곽 기판: 두께 3.85 mm, 곡률: 2400R인 glass 기판
제 2 외곽 기판: 두께 0.55 mm, 곡률 2400R인 glass 기판
캡슐화제(접착 필름): TPU(thermoplastic polyurethane) 접착 필름(두께: 약 0.38 mm, 제조사: Argotec사, 제품명: ArgoFlex)
캡슐화제(OCA): 3M社, 8146-5
수축성 필름: 연신 PVA계 편광 필름(MD(Mechanical Direction) 고온(90°C) 수축률: 1.32%, MD(Mechanical Direction) 저온(-40°C) 수축률: 1.32%, TD(Transverse Direction) 고온(90°C) 수축률: 0.17%, TD(Transverse Direction) 저온(-40°C) 수축률: 0.31%)
상기 수축성 필름, 상기 TPU 접착 필름, 상기 제 2 외곽 기판, 상기 OCA 캡슐화제, 상기 능동 액정 필름, 상기 TPU 접착 필름 및 상기 제 1 외곽 기판을 순차 적층하여 적층체를 제조하였다. 상기 적층체의 제작 시에는 제 1 및 제 2 외곽 기판의 볼록부가 모두 상부로 향하도록 하였다.
또한, 상기 구조에서 수축성 필름(연신 PVA계 편광 필름)의 MD 방향이 액정 배향막의 배향 방향과 수직한 방향이 되도록 적층체를 제조하였다.
그 후, 상기 적층체를 약 100°C의 온도 및 2기압 정도의 압력으로 오토클레이브 공정을 수행하여 광학 디바이스를 제조하였다.
실시예 2.
실시예 1의 수축성 필름, 실시예 1의 TPU 접착 필름, 실시예 1의 제 2 외곽 기판, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 능동 액정 필름, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 PVA계 선형 흡수형 편광자; 실시예 1의 TPU 접착 필름 및 실시예 1의 제 1 외곽 기판을 순차 적층하여 적층체를 제조하였다. 상기 적층체의 제작 시에는 제 1 및 제 2 외곽 기판의 볼록부가 모두 상부로 향하도록 하였다. 또한, 상기 구조에서 수축성 필름(연신 PVA계 편광 필름)의 MD 방향이 상기 PVA계 선형 흡수형 편광자의 광흡수축 방향과 수직 방향이 되도록 적층체를 제조하였다. 그 후, 상기 적층체를 약 100°C의 온도 및 2기압 정도의 압력으로 오토클레이브 공정을 수행하여 광학 디바이스를 제조하였다.
실시예 3.
수축성 필름, 실시예 1의 TPU 접착 필름, 실시예 1의 제 2 외곽 기판, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 능동 액정 필름, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 PVA계 선형 흡수형 편광자; 실시예 1의 TPU 접착 필름 및 실시예 1의 제 1 외곽 기판을 순차 적층하여 적층체를 제조하였다. 상기 적층체의 제작 시에는 제 1 및 제 2 외곽 기판의 볼록부가 모두 상부로 향하도록 하였다.
또한, 상기 적층체 제작시에는 수축성 필름으로서, 2측 연신 PET(poly(ethylene terephtalante)) 필름으로서, MD(Mechanical Direction) 방향 고온(90°C) 수축률이 0.51%이고, MD(Mechanical Direction) 방향 저온(-40°C) 수축률이 0.97%이며, TD(Transverse Direction) 방향 고온(90°C) 수축률이 0.51%이고, TD(Transverse Direction) 저온(-40°C) 수축률이 0.97%인 필름을 사용하였다. 또한, 상기 구조에서 상기 수축성 필름(연신 PET 필름)의 MD 방향이 상기 PVA계 선형 흡수형 편광자의 광흡수축 방향과 수직 방향이 되도록 적층체를 제조하였다. 그 후, 상기 적층체를 약 100°C의 온도 및 2기압 정도의 압력으로 오토클레이브 공정을 수행하여 광학 디바이스를 제조하였다.
실시예 4.
수축성 필름, 실시예 1의 TPU 접착 필름, 실시예 1의 제 2 외곽 기판, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 능동 액정 필름, 실시예 1의 OCA 캡슐화제, 실시예 1의 PVA계 선형 흡수형 편광자; 실시예 1의 TPU 접착 필름 및 실시예 1의 제 1 외곽 기판을 순차 적층하여 적층체를 제조하였다. 상기 적층체의 제작 시에는 제 1 및 제 2 외곽 기판의 볼록부가 모두 상부로 향하도록 하였다.
또한, 상기 적층체 제작시에는 수축성 필름으로서, 1측 연신 PET(poly(ethylene terephtalante)) 필름으로서, MD(Mechanical Direction) 방향 고온(90°C) 수축률이 0.51%이고, MD(Mechanical Direction) 방향 저온(-40°C) 수축률이 0.97%이며, TD(Transverse Direction) 방향 고온(90°C) 수축률이 0.01%이고, TD(Transverse Direction) 저온(-40°C) 수축률이 0.01%인 필름을 사용하였다. 또한, 상기 구조에서 상기 수축성 필름(연신 PET 필름)의 MD 방향이 상기 PVA계 선형 흡수형 편광자의 광흡수축 방향과 수직 방향이 되도록 적층체를 제조하였다. 그 후, 상기 적층체를 약 100°C의 온도 및 2기압 정도의 압력으로 오토클레이브 공정을 수행하여 광학 디바이스를 제조하였다.
비교예 1.
수축성 필름을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 광학 디바이스를 제조하였다.
비교예 2.
수축성 필름을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 광학 디바이스를 제조하였다.
비교예 3.
수축성 필름을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 광학 디바이스를 제조하였다.
기포 발생 여부 평가
실시예 또는 비교예에서 제조된 광학 디바이스의 오목한 부위의 중심부를 도 11에 나타난 바와 같이 지지(support)한 후에 히트 테스트(Heat Test)에 이어서 사이클링 테스트(Cylcing Test)를 진행한 후 상온에서 35일 정도 보관하여 기포에 의한 White spot 발생 여부를 확인하였다.
상기에서 히트 테스트는, 상기 광학 디바이스를 100°C에서 168 시간 동안 유지하여 수행하였고, 사이클링 테스트 조건은 하기와 같다.
<사이클링 테스트 조건>
1 사이클 = 25°C → 90°C (4 시간 유지) → -40°C (4 시간 유지) → 25°C
온도 변화 속도: 승온 1°C/분, 감온 -1°C/분
측정 습도(상대 습도): 90%
반복 횟수: 상기 1 사이클을 10회 반복(10 cycle)
상기 각각의 경우, White spot의 발생 여부를 확인하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
하기 표 1에서 P는 White spot이 발생하지 않은 것을 의미하고, F는 White spot이 발생한 것을 의미한다.
히트테스트 사이클링테스트
실시예 1 P P
실시예 2 P P
실시예 3 P P
실시예 4 P P
비교예 1 F F
비교예 2 F F
비교예 3 F F

Claims (16)

  1. 제 1 외곽 기판; 상기 제 1 외곽 기판과 대향 배치되어 있는 제 2 외곽 기판; 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판의 사이에서 캡슐화제에 의해 캡슐화된 능동 액정 필름 또는 편광자를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 외곽 기판 중 어느 한 기판과 인접하여 존재하는 수축성 필름을 추가로 포함하는 광학 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판의 사이에서 캡슐화제에 의해 캡슐화된 능동 액정 필름 및 편광자를 포함하는 광학 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서, 수축성 필름은, 제 1 또는 제 2 외곽 기판의 내측 또는 외측에 존재하는 광학 디바이스.
  4. 제 3 항에 있어서, 수축성 필름과 외곽 기판의 사이에 접착 필름을 추가로 포함하는 광학 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서, 접착 필름은, 폴리우레탄 접착 필름(TPU: Thermoplastic Polyurethane), TPS(Thermoplastic Starch), 폴리아마이드 접착 필름, 아크릴계 접착 필름, 폴리에스테르 접착 필름, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착 필름, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 접착 필름 또는 폴리올레핀 엘라스토머 필름인 광학 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 수축성 필름은, -40°C에서의 수축률이 0.001% 내지 10%의 범위 내인 광학 디바이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 수축성 필름은, 90°C에서의 수축률이 0.001% 내지 10%의 범위 내인 광학 디바이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 수축성 필름은, 연신 고분자 필름인 광학 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 수축성 필름은 셀룰로오스 고분자 필름; 폴리올레핀 필름; 아크릴 고분자 필름; 폴리에스테르 필름; 폴리비닐알코올계열의 필름; PES(poly(ether sulfone)) 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PPS(polyphenylsulfone) 필름; PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenemaphthatlate) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름; PAR(polyarylate) 필름 또는 불소 수지 필름인 광학 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판 중 적어도 하나의 기판은 곡면 기판인 광학 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판은 모두 곡면 기판인 광학 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판의 곡률의 차이가 10% 이내인 광학 디바이스.
  13. 제 11 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판은 동일한 방향으로 굴곡되어 있는 광학 디바이스.
  14. 제 11 항에 있어서, 제 1 및 제 2 외곽 기판의 곡률 반경은, 각각 100R 이상인 광학 디바이스.
  15. 제 1 항에 있어서, 캡슐화제는 능동 액정 필름 또는 편광자 각각의 상부 및 하부와 모든 측면에 존재하는 광학 디바이스.
  16. 제 1 항에 있어서, 캡슐화제는 폴리우레탄 접착 필름(TPU: Thermoplastic Polyurethane), TPS(Thermoplastic Starch), 폴리아마이드 접착 필름, 아크릴계 접착 필름, 폴리에스테르 접착 필름, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착 필름, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 접착 필름 또는 폴리올레핀 엘라스토머 필름인 광학 디바이스.
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