KR102816679B1 - Optical Device - Google Patents
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Abstract
본 출원은 광학 디바이스에 관한 것이다. 본 출원의 광학 디바이스는 액정 소자의 셀갭이 적절히 유지되고 상부 기판과 하부 기판의 우수한 부착력을 가지며, 외곽 기판의 합착 공정에서 눌림이나 몰림 등의 불량을 최소화하여, 구조적 안정성과 양호한 품질의 균일도를 확보할 수 있다. The present application relates to an optical device. The optical device of the present application can secure structural stability and good quality uniformity by properly maintaining the cell gap of a liquid crystal element, having excellent adhesion between an upper substrate and a lower substrate, and minimizing defects such as pressing or crowding during the bonding process of an outer substrate.
Description
본 출원은 광학 디바이스에 관한 것이다.The present application relates to an optical device.
플렉서블 기판을 사용하는 액정필름셀의 장기 안정성, 대면적 확장성을 위해서는 상부 기판과 하부 기판의 셀갭의 유지와 상부 기판과 하부 기판 간의 접착력을 부여하는 것이 중요하다. In order to ensure long-term stability and large-area expandability of liquid crystal film cells using flexible substrates, it is important to maintain the cell gap between the upper and lower substrates and provide adhesion between the upper and lower substrates.
비특허문헌 1은 한쪽 기판에 셀 갭 높이의 기둥 또는 벽 형태의 유기막 패턴을 형성하고 접착제를 이용하여 반대편 기판에 고정시키는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 기술은 접착제가 기둥면 또는 벽면에만 위치해야 하는데 기둥면 또는 벽면에 접착제를 마이크로 스탬핑(Micro Stamping)하는 기술은 공정 난이도가 높으며, 접착제의 두께 및 면적의 컨트롤이 어렵고, 상하 기판 합착 시 접착제가 밖으로 밀려나올 가능성이 높으며, 접착제가 배향막 또는 액정 내로 오염될 우려가 있다.Non-patent document 1 discloses a technology for forming an organic film pattern in the shape of a pillar or wall with a cell gap height on one substrate and fixing it to an opposite substrate using an adhesive. However, this technology requires that the adhesive be located only on the pillar or wall surface, and the technology for micro-stamping the adhesive on the pillar or wall surface has a high process difficulty, it is difficult to control the thickness and area of the adhesive, there is a high possibility that the adhesive will be pushed out when the upper and lower substrates are bonded, and there is a concern that the adhesive will be contaminated into the alignment film or liquid crystal.
액정셀의 셀갭을 유지하고, 상부 기판과 하부 기판의 부착력을 확보하기 위해, 하부 기판에 스페이서와 배향막을 형성하고, 상부 기판에 액정 배향력과 부착력을 모두 갖는 점착제를 형성한 후 합착하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이러한 구조는 점착제층의 매우 낮은 모듈러스로 인해 외부 압력에 취약하여 고온고압의 오토클레이브(autoclave) 공정에서 양호한 품위를 얻기 힘들다. 구체적으로, 오토클레이브 공정에서 상기 액정셀의 구조적 안정성이 확보되지 않는 경우, 셀갭의 무너짐이나 액정의 유동/몰림의 불량이 발생하고, 이는 액정셀의 전기 광학 특성과 외관 균일성의 저하를 야기한다. In order to maintain the cell gap of the liquid crystal cell and secure the adhesion between the upper and lower substrates, it may be considered to form a spacer and an alignment film on the lower substrate, and then form an adhesive having both liquid crystal alignment and adhesion on the upper substrate and bond them together. However, this structure is vulnerable to external pressure due to the very low modulus of the adhesive layer, making it difficult to obtain good quality in a high-temperature and high-pressure autoclave process. Specifically, if the structural stability of the liquid crystal cell is not secured in the autoclave process, the cell gap collapses or the liquid crystal flow/moulding is poor, which causes a deterioration in the electro-optical characteristics and appearance uniformity of the liquid crystal cell.
본 출원은 액정셀의 셀갭이 적절히 유지되고 상부 기판과 하부 기판 기판의 우수한 부착력을 가지며, 눌림이나 몰림 등의 불량을 최소화하여, 구조적 안정성과 양호한 품질의 균일도를 확보할 수 있는 광학 디바이스를 제공한다.The present application provides an optical device in which the cell gap of a liquid crystal cell is appropriately maintained, excellent adhesion between an upper substrate and a lower substrate is achieved, and defects such as pressing or crowding are minimized, thereby ensuring structural stability and good quality uniformity.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상온에서 측정한 물성이다. 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 10°C 내지 30°C의 범위 내의 한 온도 또는 약 23°C 또는 약 25°C 정도이다. 또한, 본 명세서에서 특별히 달리 언급하지 않는 한, 온도의 단위는 ℃이다. 본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 압력이 그 결과에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 해당 물성은 상압에서 측정한 물성이다. 용어 상압은 가압되거나 감압되지 않은 자연 그대로의 온도로서 통상 약 1 기압 정도를 상압으로 지칭한다.In the present specification, if the measurement temperature affects the result, the property is a property measured at room temperature unless otherwise specified. The term room temperature refers to the natural temperature that is not heated or cooled, and is typically a temperature within the range of about 10°C to 30°C, or about 23°C or about 25°C. In addition, unless otherwise specified in the present specification, the unit of temperature is ℃. In the present specification, if the measurement pressure affects the result, the property is a property measured at atmospheric pressure unless otherwise specified. The term atmospheric pressure refers to the natural temperature that is not pressurized or cooled, and typically refers to about 1 atm as atmospheric pressure.
본 출원은 광학 디바이스에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 광학 디바이스를 예시적으로 나타낸다. 도 1에 나타난 바와 같이, 광학 디바이스는 제 1 외곽 기판(100a), 상기 제 1 외곽 기판(100a)과 대향 배치되는 제 2 외곽 기판(100b) 및 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판 사이에 위치하는 액정 소자(400)를 포함할 수 있다. 광학 디바이스는 제 1 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 제 1 편광자(200a) 및 제 2 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 제 2 편광자(200b)를 더 포함할 수 있다. The present application relates to an optical device. FIG. 1 exemplarily shows an optical device of the present application. As shown in FIG. 1, the optical device may include a first outer substrate (100a), a second outer substrate (100b) opposite to the first outer substrate (100a), and a liquid crystal element (400) positioned between the first and second outer substrates. The optical device may further include a first polarizer (200a) positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element, and a second polarizer (200b) positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element.
광학 디바이스는 상기 제 1 외곽 기판과 액정 소자의 사이, 및 상기 제 2 외곽 기판과 액정 소자의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층을 포함할 수 있다. 도 1은 제 1 외곽 기판(100a)과 액정 소자(400)의 사이, 및 상기 제 2 외곽 기판(100b)과 액정 소자(400)의 사이에 각각 위치하는 중간층(300a, 300b, 300c, 300d)을 포함하는 광학 디바이스를 예시적으로 나타낸다.The optical device may include at least one intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element, and between the second outer substrate and the liquid crystal element. FIG. 1 exemplarily illustrates an optical device including intermediate layers (300a, 300b, 300c, 300d) positioned between the first outer substrate (100a) and the liquid crystal element (400), and between the second outer substrate (100b) and the liquid crystal element (400).
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 각각 독립적으로 무기 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 무기 기판으로는 특별히 제한되지 않고 공지의 무기 기판을 이용할 수 있다. 일예로 무기 기판으로는 광투과성이 우수한 유리 기판을 이용할 수 있다. 상기 유리 기판으로는 예로서, 소다라임 유리 기판, 일반 강화 유리 기판, 붕규산 유리 기판 또는 무알칼리 유리 기판 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리머 기판으로는 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 필름; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer) 필름; PAR(Polyacrylate) 또는 PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 필름; PC(polycarbonate) 필름; PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀 필름; PVA(polyvinyl alcohol) 필름; PI(polyimide) 필름; PSF(polysulfone) 필름, PPS(polyphenylsulfone) 필름 또는 PES(polyethersulfone) 필름 등의 설폰계 필름; PEEK(polyetheretherketon) 필름; PEI(polyetherimide) 필름; PEN(polyethylenenaphthatlate) 필름 또는 PET(polyethyleneterephtalate) 필름 등의 폴리에스테르계 필름; 또는 불소 수지 필름 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판에는 각각 필요에 따라서 금; 은; 또는 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 기능층이 존재할 수도 있다.The first outer substrate and the second outer substrate may each independently be an inorganic substrate or a plastic substrate. The inorganic substrate is not particularly limited, and a known inorganic substrate may be used. For example, a glass substrate having excellent light transmittance may be used as the inorganic substrate. Examples of the glass substrate that may be used include, but are not limited to, a soda lime glass substrate, a general tempered glass substrate, a borosilicate glass substrate, or an alkali-free glass substrate. The polymer substrate may include, but is not limited to, a cellulose film such as TAC (triacetyl cellulose) or DAC (diacetyl cellulose); a COP (cyclo olefin copolymer) film such as a norbornene derivative; An acrylic film such as PAR (Polyacrylate) or PMMA (poly(methyl methacrylate)); a polyolefin film such as PC (polycarbonate) film; PE (polyethylene) or PP (polypropylene); PVA (polyvinyl alcohol) film; PI (polyimide) film; a sulfone film such as PSF (polysulfone) film, PPS (polyphenylsulfone) film or PES (polyethersulfone) film; a polyester film such as PEEK (polyetheretherketon) film; PEI (polyetherimide) film; PEN (polyethylenenaphthatlate) film or PET (polyethyleneterephtalate) film; or a fluorine resin film can be used, but is not limited thereto. The first outer substrate and the second outer substrate may each have a coating layer of gold; silver; or a silicon compound such as silicon dioxide or silicon monoxide, or a functional layer such as an antireflection layer, as needed.
하나의 예시에서, 상기 제 1 외곽 기판 및/또는 제 2 외곽 기판은 유리 기판일 수 있다. 액정 소자의 물성적 한계를 극복하고자 자동차 또는 윈도우 업계에서는 액정 소자의 양면에 유리 기판을 합착하거나 또는 액정 소자의 일면에 유리 기판을, 다른 일면에 필름 기판을 합착할 수 있다. 이중 자동차 업계에서는 접착제층을 매개로 액정 소자의 양면에 유리 기판을 합착하는 요구되고 있다. 그러나, 상기 액정 소자의 경우 점착제층의 사용으로 인해 외부 압력에 취약하여 고온고압의 오토클레이브와 같은 유리 합착 공정에서 셀갭의 무너짐이나 액정의 유동, 몰림 등과 같은 불량이 발생할 수 있다. 본 발명에 따르면 후술하는 바와 같이 중간층의 두께를 제어함으로써 상기 불량을 최소화할 수 있고 광학 디바이스의 구조적 안정성 및 품질의 균일도를 확보할 수 있다. In one example, the first outer substrate and/or the second outer substrate may be a glass substrate. In order to overcome the physical limitations of the liquid crystal element, the automobile or window industry may bond glass substrates to both sides of the liquid crystal element, or bond a glass substrate to one side of the liquid crystal element and a film substrate to the other side. Among these, the automobile industry has demanded bonding glass substrates to both sides of the liquid crystal element using an adhesive layer. However, in the case of the liquid crystal element, due to the use of an adhesive layer, it is vulnerable to external pressure, and thus defects such as collapse of the cell gap or flow or crowding of the liquid crystal may occur in a glass bonding process such as a high-temperature and high-pressure autoclave. According to the present invention, as described below, by controlling the thickness of the intermediate layer, the above defects can be minimized, and the structural stability and quality uniformity of the optical device can be secured.
제 1 외각 기판 및 제 2 외곽 기판의 두께는 각각 약 0.3mm 이상일 수 있다. 다른 예시에서 상기 두께는 약 0.5 mm 이상, 1 mm 이상, 1.5 mm 이상 또는 약 2 mm 이상일 수 있고, 약 10 mm 이하, 9 mm 이하, 8 mm 이하, 7 mm 이하, 6 mm 이하, 5 mm 이하, 4 mm 이하 또는 약 3 mm 이하일 수도 있다.The thickness of the first outer substrate and the second outer substrate can each be about 0.3 mm or more. In other examples, the thickness can be about 0.5 mm or more, 1 mm or more, 1.5 mm or more, or about 2 mm or more, and can be about 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 about 3 mm or less.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 평평(flat)한 기판이거나 혹은 곡면 형상을 가지는 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 동시에 평편한 기판이거나, 동시에 곡면 형성을 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 Confocal Microscopy 등의 비접촉식 장비를 이용하여 측정할 수 있다. 이러한 장비를 사용하여 곡률 또는 곡률 반경을 측정하는 방식은 공지이다.The first outer substrate and the second outer substrate may be flat substrates or substrates having a curved shape. For example, the first outer substrate and the second outer substrate may be flat substrates at the same time, or may have curved formations at the same time, or one of them may be a flat substrate and the other may be a curved substrate. In addition, in the case where they have curved shapes at the same time, the curvature or curvature radius of each may be the same or different. In the present specification, the curvature or curvature radius can be measured by a method known in the industry, and can be measured using, for example, a non-contact device such as a 2D Profile Laser Sensor, a Chromatic confocal line sensor, or a 3D Measuring Confocal Microscopy. A method of measuring the curvature or curvature radius using such devices is known.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판과 관련해서 예를 들어, 표면과 이면에서의 곡률 또는 곡률 반경이 다른 경우에는 각각 마주보는 면의 곡률 또는 곡률 반경, 즉 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 반경이 기준이 되거나, 가장 작은 곡률 또는 곡률 반경이 기준일 될 수 있고, 또는 평균 곡률 또는 평균 곡률 반경이 기준이 될 수 있다.In relation to the first outer substrate and the second outer substrate, for example, when the curvature or curvature radius of the front surface and the back surface are different, the curvature or curvature radius of the respective facing surfaces, that is, in the case of the first outer substrate, the curvature or curvature radius of the surface facing the second outer substrate, and in the case of the second outer substrate, the curvature or curvature radius of the surface facing the first outer substrate may be used as a reference. In addition, when the curvature or curvature radius of the surfaces is not constant and there are different portions, the largest curvature or curvature radius may be used as a reference, the smallest curvature or curvature radius may be used as a reference, or the average curvature or average curvature radius may be used as a reference.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 각각 곡률 또는 곡률 반경의 차이가 약 10% 이내, 9% 이내, 8% 이내, 7% 이내, 6% 이내, 5% 이내, 4% 이내, 3% 이내, 2% 이내 또는 약 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 100×(CL-CS)/CS로 계산되는 수치이다. 또한, 상기 곡률 또는 곡률 반경의 차이의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 제 1 및 제 2 외곽 기판의 곡률 또는 곡률 반경의 차이는 동일할 수 있기 때문에, 상기 곡률 또는 곡률 반경의 차이는 약 0 % 이상이거나, 약 0 % 초과일 수 있다. 상기와 같은 곡률 또는 곡률 반경의 제어는 본 출원의 광학 디바이스와 같이 액정 소자가 중간층과 접하는 구조에 있어서 유용하다. 즉 곡률 또는 곡률 반경이 10% 초과하는 경우에는 후술하는 중간층으로 외곽 기판과 액정 소자를 접하는 경우, 합착한 외곽 기판이 합착력 저하로 벌어지는 문제가 발생될 수 있다. 그러나 10% 이내로 제어하는 경우, 합착한 외곽 기판이 합착력 저하로 인해 벌어지는 문제를 효율적으로 방지할 수 있다.The first outer substrate and the second outer substrate may have a difference in curvature or radius of curvature of about 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, respectively. The difference in the curvature or radius of curvature is a numerical value calculated as 100×(CL-CS)/CS, where a large curvature or radius of curvature is referred to as CL and a small curvature or radius of curvature is referred to as CS. In addition, the lower limit of the difference in the curvature or radius of curvature is not particularly limited. Since the difference in the curvature or radius of curvature of the first and second outer substrates may be the same, the difference in the curvature or radius of curvature may be about 0% or more or greater than about 0%. Such control of the curvature or radius of curvature is useful in a structure in which a liquid crystal element is in contact with an intermediate layer, such as the optical device of the present application. In other words, if the curvature or radius of curvature exceeds 10%, when the outer substrate and the liquid crystal element are brought into contact with the intermediate layer described later, a problem may occur in which the bonded outer substrate is deformed due to reduced bonding strength. However, if controlled to within 10%, the problem in which the bonded outer substrate is deformed due to reduced bonding strength can be effectively prevented.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 양자의 곡률이 동일 부호일 수 있다. 다시 말하면, 상기 제 1 및 제 2 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 같은 부분에 존재하는 경우이다. 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판이 동일한 방향으로 굴곡되어 있는 경우, 제 1 및 제 2 외곽 기판을 중간층으로 보다 효율적으로 접착 시킬 수 있으며, 접착 후 제 1 및 제 2 외곽기판과 액정 소자 및/또는 편광자의 합착력 저하를 보다 효율적으로 방지할 수 있다.The first outer substrate and the second outer substrate may have curvatures of the same sign. In other words, the first and second outer substrates may both be bent in the same direction. That is, the case is when the center of curvature of the first outer substrate and the center of curvature of the second outer substrate both exist in the same portion among the upper and lower portions of the first and second outer substrates. When the first outer substrate and the second outer substrate are bent in the same direction, the first and second outer substrates can be more efficiently bonded to the intermediate layer, and after bonding, the first and second outer substrates and the liquid crystal element and/or the polarizer can be more efficiently prevented from being bonded.
제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판은 각각의 곡률 또는 곡률 반경의 구체적인 범위가 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 제 1 및 제 2 외곽 기판은 각각 곡률 반경이 약 100R 이상, 200R 이상, 300R 이상, 400R 이상, 500R 이상, 600R 이상, 700R 이상, 800R 이상 또는 약 900R 이상이거나, 약 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 약 1,050R 이하일 수 있다. 상기에서 R은 반지름이 1 mm인 원의 휘어진 정도를 의미한다. 따라서, 상기에서 예를 들어, 100R은 반지름이 100mm인 원의 휘어진 정도 또는 그러한 원에 대한 곡률 반경이다. 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. 제 1 및 제 2 기판의 곡률 또는 곡률 반경을 위와 같이 제어하게 되면, 후술하는 중간층에 의한 합착력이 떨어지게 되어도 복원력과 중력의 합인 알짜힘이 작용하여 벌어짐을 막아줄 수 있다.The first outer substrate and the second outer substrate have no particular limitation on the specific range of their respective curvatures or curvature radii. In one example, the first and second outer substrates each have a radius of curvature of about 100R or more, 200R or more, 300R or more, 400R or more, 500R or more, 600R or more, 700R or more, 800R or more, or about 900R or more, or about 10,000R or less, 9,000R or less, 8,000R 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, 1,300R or less, 1,200R or less, It may be 1,100R or less or about 1,050R or less. In the above, R means the degree of curvature of a circle with a radius of 1 mm. Therefore, for example, 100R in the 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 first and second outer substrates may have the same or different radii of curvature within the above range. In one example, when the curvatures of the first and second outer substrates are different from each other, the radius of curvature of the substrate with a greater curvature among them may be within the above range. In one example, when the curvatures of the first and second outer substrates are different from each other, the substrate with a greater curvature among them may be the substrate that is arranged more in the direction of gravity when the optical device is used. If the curvature or radius of curvature of the first and second substrates is controlled as described above, even if the bonding force by the intermediate layer described later is reduced, the net force, which is the sum of the restoring force and gravity, can be applied to prevent spreading.
본 명세서에서 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.The term polarizer, as used herein, refers to a film, sheet or device having a polarizing function. A polarizer is a functional device capable of extracting light vibrating in one direction from incident light vibrating in multiple directions.
제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 흡수형 편광자 또는 반사형 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 흡수형 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 편광자는 예를 들어, 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 흡수할 수 있다. 본 명세서에서 반사형 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 반사 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 편광자는 예를 들어, 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 반사할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면 상기 편광자는 흡수형 편광자일 수 있다. The first polarizer and the second polarizer may be an absorptive polarizer or a reflective polarizer, respectively. In the present specification, an absorptive polarizer refers to an element that exhibits selective transmission and absorption characteristics with respect to incident light. For example, a polarizer can transmit light vibrating in one direction from incident light vibrating in various directions and absorb light vibrating in the remaining direction. In the present specification, a reflective polarizer refers to an element that exhibits selective transmission and reflection characteristics with respect to incident light. The polarizer can transmit light vibrating in one direction from incident light vibrating in various directions, for example, and reflect light vibrating in the remaining direction. According to one embodiment of the present application, the polarizer may be an absorptive polarizer.
제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 선 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 선 편광자는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수 또는 반사하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 수직하는 방향으로 진동하는 선편광인 경우를 의미한다. 흡수형 선 편광자인 경우 광 투과축과 광 흡수축은 서로 수직할 수 있다. 반사형 선 편광자인 경우 광 투과축과 광 반사축은 서로 수직할 수 있다. The first polarizer and the second polarizer may each be linear polarizers. In the present specification, a linear polarizer means a case where light that is selectively transmitted is linearly polarized and vibrates in one direction, and light that is selectively absorbed or reflected is linearly polarized and vibrates in a direction perpendicular to the vibration direction of the linearly polarized light. In the case of an absorptive linear polarizer, the light transmission axis and the light absorption axis may be perpendicular to each other. In the case of a reflective linear polarizer, the light transmission axis and the light reflection axis may be perpendicular to each other.
하나의 예시에서, 제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 요오드 또는 이방성 염료를 염착한 고분자 연신 필름일 수 있다. 상기 고분자 연신 필름으로는 PVA(poly(vinyl alcohol)) 연신 필름을 예시할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이방성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자일 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 열방성(Thermotropic) 액정 필름 또는 유방성(Lyotropic) 액정 필름일 수 있다. In one example, the first polarizer and the second polarizer may be polymer stretched films dyed with iodine or anisotropic dye, respectively. The polymer stretched film may be, for example, a poly(vinyl alcohol) (PVA) stretched film. In another example, the first polarizer and the second polarizer may be guest-host type polarizers that use a liquid crystal polymerized in an aligned state as a host and an anisotropic dye arranged according to the alignment of the liquid crystal as a guest. In another example, the first polarizer and the second polarizer may be a thermotropic liquid crystal film or a lyotropic liquid crystal film, respectively.
제 1 편광자 및 제 2 편광자의 일면 또는 양면에는 각각 보호필름, 반사방지필름, 위상차필름, 점착제층, 접착제층, 표면처리층 등이 추가로 형성되어 있을 수 있다. 상기 위상차필름은 예를 들어 1/4 파장판 또는 1/2 파장판일 수 있다. 1/4 파장판은 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값이 약 100 nm 내지 180nm, 100nm 또는 150nm 범위 내일 수 있다. 1/2 파장판은 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차 값이 약 200nm 내지 300 nm 또는 250nm 내지 300 nm 범위 내일 수 있다. 위상차필름은 예를 들어 고분자 연신 필름 또는 액정 중합 필름일 수 있다. A protective film, an antireflection film, a retardation film, an adhesive layer, an adhesive layer, a surface treatment layer, etc. may be additionally formed on one or both sides of the first polarizer and the second polarizer, respectively. The retardation film may be, for example, a quarter wavelength plate or a half wavelength plate. The quarter wavelength plate may have an in-plane retardation value for light having a wavelength of 550 nm in a range of about 100 nm to 180 nm, 100 nm, or 150 nm. The half wavelength plate may have an in-plane retardation value for light having a wavelength of 550 nm in a range of about 200 nm to 300 nm, or 250 nm to 300 nm. The retardation film may be, for example, a polymer stretched film or a liquid crystal polymer film.
제 1 편광자 및 제 2 편광자의 550nm 파장의 광에 대한 투과율은 각각 40% 내지 50% 범위 내일 수 있다. 투과율은 550nm 파장의 광에 대한 편광자의 단체(Single) 투과율을 의미할 수 있다. 상기 편광자의 단체 투과율은, 예를 들면, 스펙트러미터(V7100, Jasco社제)를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 편광자 시료(상부 및 하부 보호 필름 불포함)를 기기에 거치한 상태에서 air를 base line으로 설정하고, 편광자 시료의 축을 기준 편광자의 축과 수직 및 수평으로 정렬한 상태에서 각각의 투과율을 측정한 후에 단체 투과율을 계산할 수 있다.The transmittance of the first polarizer and the second polarizer for light having a wavelength of 550 nm may each be in the range of 40% to 50%. The transmittance may mean the single transmittance of the polarizer for light having a wavelength of 550 nm. The single transmittance of the polarizer may be measured, for example, using a spectrometer (V7100, manufactured by Jasco). For example, the single transmittance may be calculated after measuring the transmittance of each while setting air as the base line and aligning the axis of the polarizer sample vertically and horizontally with the axis of the reference polarizer while placing the polarizer sample (excluding the upper and lower protective films) in the device.
제 1 편광자의 광 투과축과 제 2 편광자의 광 투과축은 서로 수직할 수 있다. 구체적으로 제 1 편광자의 광 투과축과 제 2 편광자의 광 투과축이 이루는 각도는 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도 범위 내일 수 있다. 제 1 편광자의 광 투과축과 제 2 편광자의 광 투과축이 수직하는 경우, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 이격 거리에 따라 빛 누설 등이 발생할 수 있다. The optical transmission axis of the first polarizer and the optical transmission axis of the second polarizer may be perpendicular to each other. Specifically, the angle formed by the optical transmission axis of the first polarizer and the optical transmission axis of the second polarizer may be within a range of 80 to 100 degrees or 85 to 95 degrees. When the optical transmission axis of the first polarizer and the optical transmission axis of the second polarizer are perpendicular to each other, light leakage, etc. may occur depending on the separation distance between the first polarizer and the second polarizer.
본 출원에 따르면, 상기 적어도 하나 이상의 중간층은 상기 제 1 편광자와 액정 소자 사이, 및 상기 제 2 편광자와 액정 소자 사이에 각각 위치하며, 두께가 380㎛ 이하인 중간층을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 편광자와 액정 소자 사이에 존재하는 중간층 및 제 2 편광자와 액정 소자 사이에 존재하는 중간층의 두께는 각각 380㎛ 이하일 수 있다. 이를 통해, 제 1 편광자와 제 2 편광자의 이격 거리를 최소화하여 빛 누설을 감소시킴과 동시에 액정 소자의 구조적 안전성을 확보할 수 있다. 제 1 편광자와 액정 소자 사이에 존재하는 중간층 및 제 2 편광자와 액정 소자 사이에 존재하는 중간층의 두께의 하한은 각각 10㎛ 이상일 수 있다. According to the present application, the at least one intermediate layer may include an intermediate layer having a thickness of 380 μm or less, which is positioned between the first polarizer and the liquid crystal element and between the second polarizer and the liquid crystal element, respectively. That is, the thicknesses of the intermediate layer existing between the first polarizer and the liquid crystal element and the intermediate layer existing between the second polarizer and the liquid crystal element may each be 380 μm or less. Through this, the distance between the first polarizer and the second polarizer can be minimized, thereby reducing light leakage and ensuring structural stability of the liquid crystal element. The lower limits of the thicknesses of the intermediate layer existing between the first polarizer and the liquid crystal element and the intermediate layer existing between the second polarizer and the liquid crystal element may each be 10 μm or more.
도 2는 액정 소자를 예시적으로 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정 소자는 제 1 기재층(10a), 제 1 기재층의 내측에 형성된 점착제층(10c), 제 1 기재층(10a)과 대향 배치되는 제 2 기재층(20a), 제 2 기재층(20a)의 내측에 형성된 스페이서(20c) 및 제 1 기재층(10a)과 제 2 기재층(10b) 사이에 위치하는 액정층(30)을 포함할 수 있다.Fig. 2 illustrates an example of a liquid crystal element. As shown in Fig. 2, the liquid crystal element may include a first substrate layer (10a), an adhesive layer (10c) formed on the inner side of the first substrate layer, a second substrate layer (20a) positioned opposite the first substrate layer (10a), a spacer (20c) formed on the inner side of the second substrate layer (20a), and a liquid crystal layer (30) positioned between the first substrate layer (10a) and the second substrate layer (10b).
제 1 기재층 및 제 2 기재층으로는 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 폴리머 필름 등을 사용할 수 있고, 플렉서블 소자 구현 측면에서 폴리머 필름을 사용할 수 있다.For the first substrate layer and the second substrate layer, for example, an inorganic film such as a glass film, a crystalline or amorphous silicon film, a quartz or ITO (Indium Tin Oxide) film, or a polymer film can be used, and in terms of implementing a flexible element, a polymer film can be used.
하나의 예시에서, 제 1 기재층 및 제 2 기재층은 각각 폴리머 필름일 수 있다. 폴리머 필름으로는, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(poly(methyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); Pac(Polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제 1 기재층 및 제 2 기재층에는 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다. In one example, the first substrate layer and the second substrate layer may each be a polymer film. As the polymer film, TAC (triacetyl cellulose); COP (cyclo olefin copolymer), such as a norbornene derivative; PMMA (poly (methyl methacrylate); PC (polycarbonate); PE (polyethylene); PP (polypropylene); PVA (polyvinyl alcohol); DAC (diacetyl cellulose); Pac (Polyacrylate); PES (poly ether sulfone); PEEK (polyetheretherketon); PPS (polyphenylsulfone), PEI (polyetherimide); PEN (polyethylenemaphthatlate); PET (polyethyleneterephtalate); PI (polyimide); PSF (polysulfone); PAR (polyarylate) or amorphous fluorine resin, etc. can be used, but are not limited thereto. The first substrate layer and the second substrate layer may include a coating layer of a silicon compound such as gold, silver, silicon dioxide or silicon monoxide, or an anti-reflection layer, if necessary.
제 1 기재층 및 제 2 기재층은 두께가 각각 약 10 ㎛ 내지 약 1,000 ㎛ 일 수 있다. 다른 예로, 상기 기재층은 두께가 각각 약 20 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 60 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 100 ㎛ 이상, 120 ㎛ 이상, 140 ㎛ 이상, 160 ㎛ 이상 또는 약 180 ㎛ 이상일 수 있으며, 약 900 ㎛ 이하, 800 ㎛ 이하, 700 ㎛ 이하, 600 ㎛ 이하, 500 ㎛ 이하 또는 약 400 ㎛ 이하일 수 있다. 제 1 기재층 및 제 2 기재층의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 액정 소자를 외곽 기판과 합착하여 광학 디바이스를 제조할 때, 주름 등의 외관 불량을 감소 시킬 수 있다.The first substrate layer and the second substrate layer may each have a thickness of about 10 ㎛ to about 1,000 ㎛. As another example, the substrate layers may each have a thickness of about 20 ㎛ or more, 40 ㎛ or more, 60 ㎛ or more, 80 ㎛ or more, 100 ㎛ or more, 120 ㎛ or more, 140 ㎛ or more, 160 ㎛ or more, or about 180 ㎛ or more, and may each be about 900 ㎛ or less, 800 ㎛ or less, 700 ㎛ or less, 600 ㎛ or less, 500 ㎛ or less, or about 400 ㎛ or less. When the thicknesses of the first substrate layer and the second substrate layer satisfy the above ranges, when manufacturing an optical device by bonding a liquid crystal element with an outer substrate, appearance defects such as wrinkles can be reduced.
점착제층은 제 1 기재층의 내측면에 존재할 수 있다. 본 명세서에서, 액정 소자에 포함되는 구성의 “내측면”은 액정층을 향하는 면을 의미할 수 있다.The adhesive layer may be present on the inner surface of the first substrate layer. In the present specification, the “inner surface” of a component included in a liquid crystal element may mean a surface facing the liquid crystal layer.
점착제층은 광학적으로 투명할 수 있다. 상기 점착제층은 가시광 영역, 예를 들어, 380 nm 내지 780 nm 파장에 대한 평균 투과도가 약 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. The adhesive layer can be optically transparent. The adhesive layer can have an average transmittance for visible light in the range of, for example, 380 nm to 780 nm of about 80% or greater, 85% or greater, 90% or greater, or 95% or greater.
점착제층은 액정 배향성 점착제층일 수 있다. 점착제층은, 예를 들어, 수직 배향성 점착제층이거나 또는 수평 배향성 점착제층일 수 있다. 본 명세서에서 『수직 배향성 점착제』는 인접하는 액정 화합물에 대해 수직 배향력을 부여함과 동시에 상부 기판과 하부 기판을 접착시킬 수 있는 부착력을 갖는 점착제를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 『수평 배향성 점착제』는 인접하는 액정 화합물에 대해 수평 배향력을 부여함과 동시에 상부 기판과 하부 기판을 접착시킬 수 있는 부착력을 가지고 있는 점착제를 의미할 수 있다. 수직 배향성 점착제에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각이 80도 내지 90도, 85도 내지 90도 또는 약 87도 내지 90도 범위 내일 수 있고, 수평 배향성 점착제에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각이 0도 내지 10도, 0도 내지 5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다. The adhesive layer may be a liquid crystal alignment adhesive layer. The adhesive layer may be, for example, a vertical alignment adhesive layer or a horizontal alignment adhesive layer. In the present specification, the term “vertical alignment adhesive” may mean an adhesive that provides vertical alignment force to adjacent liquid crystal compounds and has adhesive strength capable of bonding an upper substrate and a lower substrate at the same time. In the present specification, the term “horizontal alignment adhesive” may mean an adhesive that provides horizontal alignment force to adjacent liquid crystal compounds and has adhesive strength capable of bonding an upper substrate and a lower substrate at the same time. The pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound for the vertically aligned adhesive can be in the range of 80 degrees to 90 degrees, 85 degrees to 90 degrees, or about 87 degrees to 90 degrees, and the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound for the horizontally aligned adhesive can be in the range of 0 degrees to 10 degrees, 0 degrees to 5 degrees, or 0 degrees to 3 degrees.
본 명세서에서 프리틸트 각도는 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정 화합물의 방향자가 액정 배향성 점착제 또는 배향막과 수평한 면에 대하여 이루는 각도를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 액정 화합물의 방향자는 액정층의 광축(Optical axis) 또는 지상축(Slow axis)을 의미할 수 있다. 또는 액정 화합물의 방향자는 액정 화합물이 막대(rod) 모양인 경우 장축 방향을 의미할 수 있고, 액정 화합물이 원판(discotic) 모양인 경우 원판 평면의 법선 방향과 평행한 축을 의미할 수 있다. In this specification, the pretilt angle may mean an angle formed by a director of a liquid crystal compound with respect to a plane that is horizontal to a liquid crystal alignment adhesive or alignment film when no voltage is applied. In this specification, the director of the liquid crystal compound may mean an optical axis or a slow axis of a liquid crystal layer. Alternatively, the director of the liquid crystal compound may mean a major axis direction when the liquid crystal compound is in a rod shape, and may mean an axis parallel to a normal direction of a discic plane when the liquid crystal compound is in a discic shape.
점착제층의 두께는 예를 들어 3㎛ 내지 15㎛ 범위 내일 수 있다. 점착제층의 두께가 상기 범위 내인 경우 상부 기판과 하부 기판의 부착력을 확보하면서 액정소자의 제조에 사용될 때, 점착제의 눌림이나 몰림 등의 불량을 최소화하는데 유리할 수 있다.The thickness of the adhesive layer may be, for example, in the range of 3 ㎛ to 15 ㎛. When the thickness of the adhesive layer is within the above range, it can be advantageous in minimizing defects such as pressing or crowding of the adhesive when used in the manufacture of a liquid crystal device while securing the adhesion between the upper substrate and the lower substrate.
점착제층으로는 업계에서 소위 OCA(Optically Clear Adhesive)로 공지된 다양한 유형의 점착제를 적절히 사용할 수 있다. 상기 점착제는 부착 대상이 합착되기 전에 경화된다는 점에서 부착 대상이 합착된 후에 경화되는 OCR(Optically Clear Resin) 유형의 접착제와 다를 수 있다. 상기 점착제로는 예를 들면, 아크릴계, 실리콘계, 에폭시계 또는 우레탄계의 점착제가 적용될 수 있다.As the adhesive layer, various types of adhesives known in the industry as OCA (Optically Clear Adhesive) can be suitably used. The adhesive may be different from the OCR (Optically Clear Resin) type adhesive, which is hardened after the objects to be attached are bonded, in that it is hardened before the objects to be attached are bonded. As the adhesive, for example, an acrylic, silicone, epoxy or urethane type adhesive can be applied.
점착제층은 점착성 수지의 경화물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 점착제층은 실리콘계 점착제를 포함할 수 있다. 실리콘계 점착제는 점착성 수지로서 경화성 실리콘 화합물의 경화물을 포함할 수 있다. The adhesive layer may include a cured product of an adhesive resin. In one example, the adhesive layer may include a silicone-based adhesive. The silicone-based adhesive may include a cured product of a curable silicone compound as an adhesive resin.
경화성 실리콘 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 가열 경화성 실리콘 화합물 또는 자외선 경화형 실리콘 화합물을 사용할 수 있다. 상기 경화성 실리콘 화합물은 점착성 수지로 호칭될 수 있다. The type of the curable silicone compound is not particularly limited, and for example, a heat-curable silicone compound or an ultraviolet-curable silicone compound can be used. The curable silicone compound can be referred to as an adhesive resin.
하나의 예시에서, 경화성 실리콘 화합물은 부가 경화형 실리콘 화합물일 수 있다. In one example, the curable silicone compound can be an addition curable silicone compound.
구체적으로, 상기 부가 경화형 실리콘 화합물은 (1) 분자 중에 2개 이상의 알케닐기를 함유하는 오르가노폴리실록산 및 (2) 분자 중에 2개 이상의 규소결합 수소원자를 함유하는 오르가노폴리실록산 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 실리콘 화합물은, 예를 들면, 후술하는 촉매의 존재 하에서, 부가 반응에 의하여 경화물을 형성할 수 있다.Specifically, the addition-curable silicone compound may be exemplified by, but is not limited to, (1) organopolysiloxane containing two or more alkenyl groups in the molecule and (2) organopolysiloxane containing two or more silicon-bonded hydrogen atoms in the molecule. Such a silicone compound can form a cured product by an addition reaction, for example, in the presence of a catalyst described below.
본 출원에서 사용할 수 있는 상기 (1) 오르가노폴리실록산의 보다 구체적인 예로는, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 메틸비닐폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 메틸비닐폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸비닐실록산-메틸페닐실록산 공중합체, R12SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 R12R2SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R12R2SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1R2SiO2/2로 표시되는 실록산 단위와 R1SiO3/2로 표시되는 실록산 단위 또는 R2SiO3/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체 및 상기 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서, R1은 알케닐기 외의 탄화수소기로서, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 또는 헵틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 또는 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기 또는 페넨틸기 등의 아랄킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기 등일 수 있다. 또한, 상기에서 R2는 알케닐기로서, 구체적으로는 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 또는 헵테닐기 등일 수 있다.More specific examples of the above (1) organopolysiloxane that can be used in the present application include a dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane copolymer having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a methylvinylpolysiloxane having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymer having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylpolysiloxane having dimethylvinylsiloxane groups capped at both molecular ends, a methylvinylpolysiloxane having dimethylvinylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane copolymer having dimethylvinylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymer having dimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a siloxane unit represented by R12SiO1/2 and a siloxane unit represented by R12R2SiO1/2. Examples thereof include, but are not limited to, an organopolysiloxane copolymer comprising a siloxane unit represented by SiO4/2, an organopolysiloxane copolymer comprising a siloxane unit represented by R12R2SiO1/2 and a siloxane unit represented by SiO4/2, an organopolysiloxane copolymer comprising a siloxane unit represented by R1R2SiO2/2 and a siloxane unit represented by R1SiO3/2 or a siloxane unit represented by R2SiO3/2, and mixtures of two or more of the above. In the above, R1 is a hydrocarbon group other than an alkenyl group, and specifically, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, or a heptyl group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group or a phenentyl group; It can be a halogen-substituted alkyl group such as a chloromethyl group, a 3-chloropropyl group, or a 3,3,3-trifluoropropyl group. In addition, R2 in the above can be an alkenyl group, and specifically, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, or a heptenyl group.
본 출원에서 사용할 수 있는 상기 (2) 오르가노폴리실록산의 보다 구체적인 예로는, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 메틸하이드로젠폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸하이드로젠 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸하이드로젠실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 디메틸실록산-메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로젠실록산기 봉쇄 메틸페닐폴리실록산, R13SiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 R12HSiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R12HSiO1/2로 표시되는 실록산 단위와 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체, R1HSiO2/2로 표시되는 실록산 단위와 R1SiO3/2로 표시되는 실록산 단위 또는 HSiO3/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오르가노폴리실록산 공중합체 및 상기 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서, R1은 알케닐기 외의 탄화수소기로서, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 또는 헵틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 또는 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기 또는 페넨틸기 등의 아랄킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기 또는 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기 등일 수 있다.More specific examples of the above (2) organopolysiloxane that can be used in the present application include a methylhydrogenpolysiloxane having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylhydrogen copolymer having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane-methylphenylsiloxane copolymer having trimethylsiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylpolysiloxane having dimethylhydrogensiloxane groups capped at both molecular ends, a dimethylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymer having dimethylhydrogensiloxane groups capped at both molecular ends, a methylphenylpolysiloxane having dimethylhydrogensiloxane groups capped at both molecular ends, an organopolysiloxane copolymer comprising a siloxane unit represented by R13SiO1/2, a siloxane unit represented by R12HSiO1/2, and a siloxane unit represented by SiO4/2, and a siloxane unit represented by R12HSiO1/2. Examples thereof include, but are not limited to, organopolysiloxane copolymers comprising a siloxane unit and a siloxane unit represented by SiO4/2, organopolysiloxane copolymers comprising a siloxane unit represented by R1HSiO2/2 and a siloxane unit represented by R1SiO3/2 or a siloxane unit represented by HSiO3/2, and mixtures of two or more of the above. In the above, R1 is a hydrocarbon group other than an alkenyl group, and specifically, may be an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, or a heptyl group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, or a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group or a phenentyl group; a halogen-substituted alkyl group such as a chloromethyl group, a 3-chloropropyl group, or a 3,3,3-trifluoropropyl group, etc.
점착제층이 수직 배향성 점착제층인 경우 표면 에너지는 16 mN/m 이하일 수 있다. 상기 표면 에너지의 하한은 예를 들어 5 mN/m 이상일 수 있다. 점착제층이 수평 배향성 점착제층인 경우 표면 에너지는 16 mN/m 초과일 수 있다. 상기 표면 에너지의 상한은 예를 들어 50 mN/m 이하일 수 있다. 표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로 점착제의 표면에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구하였다. 샘플의 표면 에너지(γsurface)는 무극성 분자간의 분산힘과 극성 분자간의 상호 작용힘이 고려되어(γsurface = γdispersion + γpolar) 계산될 수 있는데, 상기 표면 에너지 γsurface에서 polar term(γpolar)의 비율을 그 표면의 극성도(polarity)로 정의할 수 있다.When the adhesive layer is a vertically aligned adhesive layer, the surface energy may be 16 mN/m or less. The lower limit of the surface energy may be, for example, 5 mN/m or more. When the adhesive layer is a horizontally aligned adhesive layer, the surface energy may exceed 16 mN/m. The upper limit of the surface energy may be, for example, 50 mN/m or less. The surface energy can be measured using a drop shape analyzer (DSA100 product of KRUSS). Specifically, the process of dropping deionized water, which has a known surface tension, on the surface of the adhesive and obtaining the contact angle is repeated five times, and the average of the five contact angle values obtained is obtained. In the same way, diiodomethane, which has a known surface tension, is dropped and the contact angle is obtained, and the process of repeating the process is five times, and the average of the five contact angle values obtained is obtained. Thereafter, the surface energy was obtained by substituting the surface tension value (Strom value) of the solvent using the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the average contact angle for the obtained deionized water and diiodomethane. The surface energy (γsurface) of the sample can be calculated by considering the dispersion force between nonpolar molecules and the interaction force between polar molecules (γsurface = γdispersion + γpolar), and the ratio of the polar term (γpolar) in the surface energy γsurface can be defined as the polarity of the surface.
액정 소자의 상부 기판과 하부 기판은 점착제층에 의해 부착되어 있을 수 있다. 구체적으로, 상부 기판의 점착제층과 하부 기판의 스페이서가 부착되어 있을 수 있다. 하부 기판의 스페이서 상에 배향막이 형성되어 있는 경우, 배향막의 스페이서에 대응하는 영역이 상부 기판의 점착제층과 부착되어 있을 수 있다.The upper substrate and the lower substrate of the liquid crystal element may be attached by an adhesive layer. Specifically, the adhesive layer of the upper substrate and the spacer of the lower substrate may be attached. When an alignment film is formed on the spacer of the lower substrate, an area of the alignment film corresponding to the spacer may be attached to the adhesive layer of the upper substrate.
점착제층은 저장 탄성률(storage modulus)이 1 MPa 이하일 수 있다. 점착제층의 저장 탄성률의 하한은 예를 들어, 0.01 MPa 이상일 수 있다. 상기 점착제층의 저장 탄성률(G2)는 구체적으로, 0.02 MPa 이상, 0.04 MPa, 0.06 MPa, 0.08 MPa 또는 0.1 MPa 이상일 수 있고, 0.8 MPa 이하, 0.6 MPa 이하, 0.4 MPa 이하 또는 0.2 MPa 이하일 수 있다. 상기 저장 탄성률은 25℃온도 및 6 rad/sec 주파수에서 측정된 값일 수 있다. 액정 소자의 물성적 한계를 극복하고자 액정 소자의 양면에 중간층을 매개로 외곽 기판을 합착할 수 있는데, 점착제층의 낮은 모듈러스로 인해, 외부 압력에 취약하여, 상기 합착 과정에서 셀갭의 무너짐이나 액정의 유동, 몰림 등과 같은 불량이 발생할 수 있다. 본 발명에 따르면 후술하는 바와 같이 광학 디바이스에 포함되는 중간층의 두께를 제어함으로써 상기 불량을 최소화할 수 있고 광학 디바이스의 구조적 안정성 및 품질의 균일도를 확보할 수 있다. The adhesive layer may have a storage modulus of 1 MPa or less. The lower limit of the storage modulus of the adhesive layer may be, for example, 0.01 MPa or more. The storage modulus (G2) of the adhesive layer may be specifically, 0.02 MPa or more, 0.04 MPa, 0.06 MPa, 0.08 MPa, or 0.1 MPa or more, and 0.8 MPa or less, 0.6 MPa or less, 0.4 MPa or less, or 0.2 MPa or less. The storage modulus may be a value measured at a temperature of 25°C and a frequency of 6 rad/sec. In order to overcome the limitations of the physical properties of the liquid crystal element, an outer substrate may be bonded to both sides of the liquid crystal element via an intermediate layer. However, due to the low modulus of the adhesive layer, it is vulnerable to external pressure, and defects such as collapse of the cell gap or flow or crowding of the liquid crystal may occur during the bonding process. According to the present invention, the above defects can be minimized and the structural stability and quality uniformity of the optical device can be secured by controlling the thickness of the intermediate layer included in the optical device as described below.
액정층은 액정 화합물을 포함할 수 있다. 액정 화합물로는 외부 작용의 인가에 의하여 그 배향 방향이 변경될 수 있는 액정 화합물을 사용할 수 있다. 본 명세서에서 용어 『외부 작용』이란, 액정층 내 포함되는 물질의 거동에 영향을 줄 수 있는 외부에 모든 요인, 예를 들면 외부 전압 등을 의미할 수 있다. 따라서, 외부 작용이 없는 상태란, 외부 전압 등의 인가가 없는 상태를 의미할 수 있다.The liquid crystal layer may include a liquid crystal compound. As the liquid crystal compound, a liquid crystal compound whose alignment direction can be changed by application of an external action can be used. In this specification, the term “external action” may mean any external factor that can affect the behavior of a substance included in the liquid crystal layer, such as an external voltage. Accordingly, a state without an external action may mean a state without application of an external voltage, etc.
액정 화합물의 종류 및 물성은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 화합물은 네마틱(nematic) 액정 또는 스멕틱(smectic) 액정일 수 있다. 네마틱 액정은 막대 모양의 액정 분자가 위치에 대한 규칙성은 없으나 액정 분자의 장축 방향으로 평행하게 배열되어 있는 액정을 의미할 수 있고, 스멕틱 액정은 막대 모양의 액정 분자가 규칙적으로 배열하여 층을 이룬 구조를 형성하며 장축 방향으로 규칙성을 가지고 평행하게 배열되어 있는 액정을 의미할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 의하면 상기 액정 화합물은 네마틱 액정 화합물일 수 있다. The type and properties of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application. In one example, the liquid crystal compound may be a nematic liquid crystal or a smectic liquid crystal. A nematic liquid crystal may refer to a liquid crystal in which rod-shaped liquid crystal molecules are arranged parallel to the long-axis direction without any regularity in position, and a smectic liquid crystal may refer to a liquid crystal in which rod-shaped liquid crystal molecules are arranged regularly to form a layered structure and are arranged parallel to the long-axis direction with regularity. According to one embodiment of the present application, the liquid crystal compound may be a nematic liquid crystal compound.
네마틱 액정 화합물은 예를 들면, 약 40℃이상, 50℃이상, 60℃ 이상, 70℃이상, 80℃이상, 90℃이상, 100℃이상 또는 약 110℃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℃이하, 150℃이하 또는 약 140℃이하일 수 있다.The nematic liquid crystal compound may be selected to have a clearing point of, for example, about 40°C or higher, 50°C or higher, 60°C or higher, 70°C or higher, 80°C or higher, 90°C or higher, 100°C or higher, or about 110°C or higher, 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 lower, 150°C or lower, or about 140°C or lower.
액정 화합물은 비반응성 액정 화합물일 수 있다. 비반응성 액정 화합물은, 중합성기를 갖지 않는 액정 화합물을 의미할 수 있다. 중합성기로는 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 카복실기, 히드록시기, 비닐기 또는 에폭시기 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 중합성기로서 알려진 공지의 관능기가 포함될 수 있다.The liquid crystal compound may be a non-reactive liquid crystal compound. The non-reactive liquid crystal compound may mean a liquid crystal compound that does not have a polymerizable group. Examples of the polymerizable group include, but are not limited to, an acryloyl group, an acryloyloxy group, a methacryloyl group, a methacryloyloxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a vinyl group, or an epoxy group, and the like, and a known functional group known as a polymerizable group may be included.
액정 화합물은 유전율 이방성이 양수 또는 음수일 수 있다. 액정 화합물의 유전율 이방성의 절대값은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 용어 「유전율 이방성(△ε」은 액정의 수평 유전율(ε//)과 수직 유전율(ε⊥)의 차이(ε//- ε⊥)를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 수평 유전율(ε//)은 액정 화합물의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수평하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미하고, 수직 유전율(ε⊥)은 액정 화합물의 방향자와 인가 전압에 의한 전기장의 방향이 실질적으로 수직하도록 전압을 인가한 상태에서 상기 전기장의 방향을 따라 측정한 유전율 값을 의미한다. 액정 분자의 유전율 이방성은 5 내지 25 범위 내일 수 있다.The liquid crystal compound may have positive or negative dielectric anisotropy. The absolute value of the dielectric anisotropy of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application. The term "dielectric anisotropy (△ε)" may mean the difference (ε//- ε⊥) between the horizontal dielectric constant (ε//) and the vertical dielectric constant (ε⊥) of the liquid crystal. As used herein, the term horizontal dielectric constant (ε//) means a dielectric constant value measured along the direction of the electric field when a voltage is applied such that the direction of the electric field due to the director of the liquid crystal compound and the applied voltage are substantially horizontal, and the term vertical dielectric constant (ε⊥) means a dielectric constant value measured along the direction of the electric field when a voltage is applied such that the direction of the electric field due to the director of the liquid crystal compound and the applied voltage are substantially perpendicular. The dielectric anisotropy of the liquid crystal molecule may be within a range of 5 to 25.
액정 화합물의 굴절률 이방성은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「굴절률 이방성」은 액정 화합물의 이상 굴절률(extraordinary refractive index)과 정상 굴절률(ordinary refractive index)의 차이를 의미할 수 있다. 액정 화합물의 굴절률 이방성은 예를 들어 0.01 내지 0.3일 수 있다. 상기 굴절률 이방성은 0.01 이상, 0.05 이상 또는 0.07 이상일 수 있고, 0.3 이하, 0.2 이하, 0.15 이하 또는 0.13 이하일 수 있다. The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application. The term "refractive index anisotropy" in the present specification may mean the difference between the extraordinary refractive index and the ordinary refractive index of the liquid crystal compound. The refractive index anisotropy of the liquid crystal compound may be, for example, 0.01 to 0.3. The refractive index anisotropy may be 0.01 or more, 0.05 or more, or 0.07 or more, and may be 0.3 or less, 0.2 or less, 0.15 or less, or 0.13 or less.
액정층은 이색성 염료를 더 포함할 수 있다. 액정층이 이색성 염료를 포함하는 경우, 액정 소자가 점착제층을 포함하더라도 외곽 기판의 합착 공정 시에 셀갭의 변동에 영향을 덜 받으므로, 액정 소자의 구조적 안정성 및 품질의 균일성을 확보하기 위한 중간층의 두께를 상대적으로 얇게 할 수 있는 이점이 있다.The liquid crystal layer may further include a dichroic dye. When the liquid crystal layer includes a dichroic dye, the liquid crystal element is less affected by changes in the cell gap during the bonding process of the outer substrate even if it includes an adhesive layer, so there is an advantage in that the thickness of the intermediate layer can be made relatively thin to ensure structural stability and quality uniformity of the liquid crystal element.
이색성 염료는 액정층의 광 투과도 가변 특성을 제어할 수 있다. 본 명세서에서 『염료』는, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있고, 용어 『이색성 염료』는 가시광 영역의 적어도 일부 또는 전체 범위에서 광의 이방성 흡수가 가능한 물질을 의미할 수 있다. A dichroic dye can control the light transmittance variable characteristic of a liquid crystal layer. In the present specification, the term "dye" can mean a material capable of intensively absorbing and/or modifying light within at least a part or the entire range within a visible light range, for example, a wavelength range from 400 nm to 700 nm, and the term "dichroic dye" can mean a material capable of anisotropic absorption of light within at least a part or the entire range of a visible light range.
액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액정층은 GHLC층(Guest host liquid crystal layer)일 수 있다. 본 명세서에서 『GHLC층(Guest host liquid crystal layer)』은, 액정 화합물의 배열에 따라 이색성 염료가 함께 배열되어, 이색성 염료의 정렬 방향과 상기 정렬 방향의 수직한 방향에 대하여 각각 비등방성 광 흡수 특성을 나타내는 기능성 층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이색성 염료는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지는 물질로서, 장축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 p형 염료로 호칭하고 단축 방향으로 편광된 빛의 흡수율이 크면 n형 염료라고 호칭할 수 있다. 하나의 예시에서, p형 염료가 사용되는 경우, 염료의 장축 방향으로 진동하는 편광은 흡수되고 염료의 단축 방향으로 진동하는 편광은 흡수가 적어 투과시킬 수 있다. 이하 특별한 언급이 없는 한 이색성 염료는 p형 염료인 것으로 가정한다.The liquid crystal layer including the liquid crystal compound and the dichroic dye may be a GHLC layer (Guest host liquid crystal layer). In the present specification, the 'GHLC layer (Guest host liquid crystal layer)' may mean a functional layer in which the dichroic dye is arranged together with the arrangement of the liquid crystal compound, and exhibits anisotropic light absorption characteristics with respect to the alignment direction of the dichroic dye and the direction perpendicular to the alignment direction, respectively. For example, the dichroic dye is a material in which the light absorption rate varies depending on the polarization direction. If the light absorption rate of the light polarized in the major axis direction is high, it may be called a p-type dye, and if the light absorption rate of the light polarized in the minor axis direction is high, it may be called an n-type dye. In one example, when a p-type dye is used, polarized light that vibrates in the major axis direction of the dye is absorbed, and polarized light that vibrates in the minor axis direction of the dye is less absorbed and can be transmitted. Unless otherwise specified, it is assumed that the dichroic dye is a p-type dye.
이색성 염료로는 예를 들면, 소위 게스트 호스트 효과에 의해 액정 화합물의 정렬 상태에 따라 정렬될 수 있는 특성을 가지는 것으로 알려진 공지의 염료를 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 이색성 염료의 예로는 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 메틴 염료, 아조메틴 염료, 메로시아닌 염료, 나프토퀴논 염료, 테트라진 염료, 페닐렌 염료, 퀴터릴렌 염료, 벤조티아다이아졸 염료, 다이케토피롤로피롤 염료, 스쿠아레인 염료 또는 파이로메텐 염료 등이 있으나, 본 출원에서 적용 가능한 염료가 상기에 제한되는 것은 아니다.As a dichroic dye, a known dye known to have a property of being able to be aligned according to the alignment state of a liquid crystal compound, for example, by the so-called guest-host effect, can be selected and used. Examples of such dichroic dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, methine dyes, azomethine dyes, merocyanine dyes, naphthoquinone dyes, tetrazine dyes, phenylene dyes, quterylene dyes, benzothiadiazole dyes, diketopyrrolopyrrole dyes, squaraine dyes, or pyromethene dyes, but the dyes applicable in the present application are not limited thereto.
이색성 염료는 이색비(dichroic ratio), 즉 이색성 염료의 장축 방향에 평행한 편광의 흡수를 상기 장축 방향에 수직하는 방향에 평행한 편광의 흡수로 나눈 값이 5 이상, 6 이상 또는 7 이상인 염료를 사용할 수 있다. 상기 염료는 가시광 영역의 파장 범위 내 예를 들면 약 380 nm 내지 700 nm 또는 약 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내에서 적어도 일부의 파장 또는 어느 한 파장에서 상기 이색비를 만족할 수 있다. 상기 이색비의 상한은 예를 들면 20 이하, 18 이하, 16 이하 또는 14 이하 정도일 수 있다. The dichroic dye may be a dye having a dichroic ratio, that is, a value of the absorption of light polarized parallel to the major axis of the dichroic dye divided by the absorption of light polarized parallel to the direction perpendicular to the major axis, of 5 or more, 6 or more, or 7 or more. The dye may satisfy the dichroic ratio at at least some wavelengths or any one wavelength within a wavelength range of a visible light region, for example, within a wavelength range of about 380 nm to 700 nm or within a wavelength range of about 400 nm to 700 nm. The upper limit of the dichroic ratio may be, for example, about 20 or less, 18 or less, 16 or less, or 14 or less.
액정층의 이색성 염료의 함량은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 액정층의 이색성 염료의 함량은 0.2 중량% 이상일 수 있다. 상기 이색성 염료의 함량은 구체적으로 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상 또는 3 중량 이상일 수 있다. 상기 이색성 염료의 함량의 상한은 예를 들어 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 5 중량% 이하일 수 있다. 액정층의 이색성 염료의 함량이 지나치게 적은 경우 목적하는 투과도 가변 특성을 발현하기 어려울 수 있고, 외곽 기판의 합착 공정 시에 발생할 수 있는 셀갭의 변동을 저감하기 위한 중간층의 두께를 감소시키는데 불충분할 수 있다. 한편, 액정층의 이색성 염료의 함량이 지나치게 많은 경우 석출의 우려가 있다. 따라서, 이색성 염료의 함량은 상기 범위 내인 것이 유리할 수 있다. The content of the dichroic dye in the liquid crystal layer may be appropriately selected in consideration of the purpose of the present application. For example, the content of the dichroic dye in the liquid crystal layer may be 0.2 wt% or more. The content of the dichroic dye may be specifically 0.5 wt% or more, 1 wt% or more, 2 wt% or more, or 3 wt% or more. The upper limit of the content of the dichroic dye may be, for example, 10 wt% or less, 9 wt% or less, 8 wt% or less, 6 wt% or less, or 5 wt% or less. If the content of the dichroic dye in the liquid crystal layer is too small, it may be difficult to express the desired transmittance variable characteristic, and it may be insufficient to reduce the thickness of the intermediate layer for reducing the variation of the cell gap that may occur during the bonding process of the outer substrate. On the other hand, if the content of the dichroic dye in the liquid crystal layer is too large, there is a concern of precipitation. Therefore, it may be advantageous for the content of the dichroic dye to be within the above range.
액정층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 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. 상기 액정층의 두께의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 약 30 μm 이하, 25 μm 이하, 20 μm 이하 또는 15 μm 이하일 수 있다.The thickness of the liquid crystal layer is not particularly limited, and for example, the thickness of the liquid crystal layer may be about 0.01 μm or more, 0.05 μm or more, 0.1 μm or more, 0.5 μm or more, 1 μm or more, 1.5 μm or more, 2 μm or more, 2.5 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more, 4.5 μm or more, 5 μm or more, 5.5 μm or more, 6 μm or more, 6.5 μm or more, 7 μm or more, 7.5 μm or more, 8 μm or more, 8.5 μm or more, 9 μm or more, or 9.5 μm or more. The upper limit of the thickness of the liquid crystal layer is not particularly limited, and generally may be about 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, or 15 μm or less.
액정층은 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, 액정층은 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. The liquid crystal layer can switch between a first alignment state and a second alignment state different from the first alignment state. The switching can be controlled, for example, by application of external energy such as voltage. For example, the liquid crystal layer can be maintained in one of the first and second alignment states in a voltage-free state, and then switched to the other alignment state by application of voltage.
하나의 예시에서, 제 1 배향 상태는 트위스트 배향 상태일 수 있다. 즉, 액정층은 외부 에너지 인가를 통해 트위스트 배향 및 상기 트위스트 배향과 다른 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. In one example, the first alignment state may be a twist alignment state, i.e., the liquid crystal layer can be switched between the twist alignment and another alignment state by applying external energy.
하나의 예시에서, 액정층은 트위스트 배향 및 수직 배향 상태의 사이를 스위칭할 수 있다. 하나의 예시에서, 액정층은 전압이 인가되지 않은 상태에서 수직 배향 상태일 수 있고, 전압이 인가된 상태에서 트위스트 배향 상태일 수 있다. In one example, the liquid crystal layer can switch between a twisted alignment state and a vertical alignment state. In one example, the liquid crystal layer can be in a vertical alignment state when no voltage is applied, and can be in a twisted alignment state when voltage is applied.
본 명세서에서 『수직 배향 상태』는 액정층 내의 액정 화합물의 방향자가 액정층의 평면에 대하여 대략 수직하게 배열된 상태이고, 예를 들면, 액정층의 평면에 대하여 액정 화합물의 방향자가 이루는 각도는, 예를 들어, 약 80도 내지 100도 또는 85도 내지 95도의 범위 내이거나, 대략 약 90도를 이룰 수 있다.In this specification, the 'vertical alignment state' is a state in which the director of the liquid crystal compound in the liquid crystal layer is arranged approximately perpendicularly to the plane of the liquid crystal layer, and for example, the angle formed by the director of the liquid crystal compound with respect to the plane of the liquid crystal layer may be, for example, within a range of about 80 to 100 degrees or 85 to 95 degrees, or approximately about 90 degrees.
본 명세서에서 『트위스트 배향 상태』는 액정층 내에서 액정 화합물들의 방향자가 가상의 나선축을 따라서 꼬이면서 층을 이루며 배향한 나선형의 구조를 의미할 수 있다. 트위스트 배향 상태는, 수직, 수평 또는 경사 배향 상태에서 구현될 수 있다. 즉, 수직 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 수직 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이고, 수평 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 수평 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이며, 경사 트위스트 배향 모드는 개개의 액정 화합물이 경사 배향된 상태로 나선축을 따라 꼬이면서 층을 이루는 상태이다. 본 출원에 따르면 트위스트 배향 상태는 수평 배향 상태의 트위스트 배향 상태일 수 있다. In this specification, the 'twist alignment state' may mean a spiral structure in which the directors of liquid crystal compounds within a liquid crystal layer are twisted along an imaginary spiral axis and aligned to form layers. The twist alignment state may be implemented in a vertical, horizontal, or inclined alignment state. That is, the vertical twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in a vertically aligned state to form layers, the horizontal twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in a horizontally aligned state to form layers, and the inclined twist alignment mode is a state in which individual liquid crystal compounds are twisted along the spiral axis in an inclined aligned state to form layers. According to the present application, the twist alignment state may be a twist alignment state of a horizontal alignment state.
트위스트 배향 상태에서 액정층의 두께(d)와 피치(p)의 비율(d/p)은 20 이하일 수 있고, 하한은 0.5 이상일 수 있다. 트위스트 배향 상태에서 두께(d)와 피치(p)의 비율(d/p)이 상기 범위 내인 경우, 광학 디바이스는 편광자를 포함하지 않은 상태에서도 우수한 광 투과도 가변 특성을 나타낼 수 있다. 통상적으로 상기 비율 d/p가 0.7 이상이고, 2.5 미만인 경우, STN(Super Twisted Nematic) 모드로 호칭할 수 있고, 상기 비율 d/p가 2.5 이상인 경우, HTN(Highly Twisted Nematic) 구동 모드로 호칭할 수 있다. In the twisted alignment state, the ratio (d/p) of the thickness (d) to the pitch (p) of the liquid crystal layer can be 20 or less, and the lower limit can be 0.5 or more. When the ratio (d/p) of the thickness (d) to the pitch (p) in the twisted alignment state is within the above range, the optical device can exhibit excellent optical transmittance variable characteristics even in a state where it does not include a polarizer. Typically, when the ratio d/p is 0.7 or more and less than 2.5, it can be called an STN (Super Twisted Nematic) mode, and when the ratio d/p is 2.5 or more, it can be called an HTN (Highly Twisted Nematic) driving mode.
액정층의 피치(p)는 Wedge cell을 이용한 계측 방법으로 측정할 수 있고, 구체적으로는 D. Podolskyy 등의 Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a "stripe-wedge Grandjean-Cano cell (Liquid Crystals, Vol. 35, No. 7, July 2008, 789-791)에 기재된 방식으로 측정할 수 있다.상기 비율(d/p)은, 액정층 내에 키랄 도펀트(chiral dopant)를 적정량 도입함으로써 달성할 수 있다. The pitch (p) of the liquid crystal layer can be measured by a measurement method using a wedge cell, and specifically, it can be measured by the method described in Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a "stripe-wedge Grandjean-Cano cell" by D. Podolskyy et al. (Liquid Crystals, Vol. 35, No. 7, July 2008, 789-791). The above ratio (d/p) can be achieved by introducing an appropriate amount of chiral dopant into the liquid crystal layer.
액정층은 키랄 도펀트를 더 포함할 수 있다. 액정층이 키랄제를 포함하는 경우 트위스트 배향 상태를 구현할 수 있다. 액정층에 포함될 수 있는 키랄제(chiral agent 혹은 chiral dopant)로는, 액정성, 예를 들면, 네마틱 규칙성을 손상시키지 않고, 목적하는 회전(twisting)을 유도할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 액정 화합물에 회전을 유도하기 위한 키랄제는 분자 구조 중에 키랄리티(chirality)를 적어도 포함할 필요가 있다. 키랄제로는, 예를 들면, 1개 또는 2개 이상의 비대칭 탄소(asymmetric carbon)를 가지는 화합물, 키랄 아민 또는 키랄 술폭시드 등의 헤테로원자 상에 비대칭점(asymmetric point)이 있는 화합물 또는 크물렌(cumulene) 또는 비나프톨(binaphthol) 등의 축부제를 가지는 광학 활성인 부위(axially asymmetric, optically active site)를 가지는 화합물이 예시될 수 있다. 키랄제는 예를 들면 분자량이 1,500 이하인 저분자 화합물일 수 있다. 키랄제로는, 시판되는 키랄 네마틱 액정, 예를 들면, Merck사에서 시판되는 키랄 도판트 액정 S-811 또는 BASF사의 LC756 등을 사용할 수도 있다.The liquid crystal layer may further include a chiral dopant. When the liquid crystal layer includes a chiral agent, a twisted alignment state can be implemented. As a chiral agent that can be included in the liquid crystal layer, if it can induce a desired rotation (twisting) without damaging liquid crystal properties, for example, nematic regularity, it can be used without particular limitation. The chiral agent for inducing rotation in the liquid crystal compound needs to include at least chirality in its molecular structure. As the chiral agent, for example, a compound having one or more asymmetric carbons, a compound having an asymmetric point on a heteroatom such as a chiral amine or chiral sulfoxide, or a compound having an axially asymmetric, optically active site having an axial agent such as cumulene or binaphthol can be exemplified. The chiral agent can be, for example, a low-molecular-weight compound having a molecular weight of 1,500 or less. As the chiral agent, a commercially available chiral nematic liquid crystal, for example, the chiral dopant liquid crystal S-811 commercially available from Merck or LC756 from BASF, can be used.
키랄 도펀트의 적용 비율은, 목적하는 상기 비율(d/p)을 달성할 수 있도록 선택된다. 일반적으로 키랄 도펀트의 함량(중량%)은 100/ HTP (Helixcal Twisting power) × 피치(p)(nm)의 수식으로 계산될 수 있다. 상기 HTP는 키랄 도펀트의 꼬임의 세기를 나타내며, 상기 방식을 참조하여 목적하는 피치를 고려하여 키랄 도펀트의 함량이 결정될 수 있다.The application ratio of the chiral dopant is selected so as to achieve the desired ratio (d/p). Generally, the content (weight %) of the chiral dopant can be calculated by the formula of 100/HTP (Helixcal Twisting power) × pitch (p) (nm). The HTP represents the strength of the twisting of the chiral dopant, and the content of the chiral dopant can be determined by considering the desired pitch with reference to the above method.
액정 소자는 제 1 기재층(10a)의 내측면에 형성된 제 1 전극층(10b)을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 점착제층(10c)은 제 1 전극층(10b)의 내측면에 존재할 수 있다. 즉, 제 1 전극층(10b)은 제 1 기재층(10a)과 점착제층(10c)의 사이에 존재할 수 있다. 액정 소자는 제 2 기재층(20a)의 내측면에 형성된 제 2 전극층(20b)을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 스페이서(20d)는 제 2 전극층(20b)의 내측면에 존재할 수 있다. 즉, 제 2 전극층(20b)은 제 2 기재층(20a)과 스페이서(20d) 사이에 존재할 수 있다. The liquid crystal element may additionally include a first electrode layer (10b) formed on the inner surface of the first substrate layer (10a). At this time, the adhesive layer (10c) may be present on the inner surface of the first electrode layer (10b). That is, the first electrode layer (10b) may be present between the first substrate layer (10a) and the adhesive layer (10c). The liquid crystal element may additionally include a second electrode layer (20b) formed on the inner surface of the second substrate layer (20a). At this time, the spacer (20d) may be present on the inner surface of the second electrode layer (20b). That is, the second electrode layer (20b) may be present between the second substrate layer (20a) and the spacer (20d).
제 1 전극층과 제 2 전극층은 액정층 내에 포함되어 있는 물질이 입사하는 광을 투과 또는 차단시키도록, 외부 작용, 예를 들어, 전계의 인가를 부여하는 역할을 수행할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 제 1 전극층 및/또는 제 2 전극층은 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상부 및/또는 하부 제 2 전극층은, 예를 들면 상기 전도성 고분자, 전도성 금속, 전도성 나노 와이어 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물을 증착하여 형성한 것일 수 있다.The first electrode layer and the second electrode layer may perform a function of applying an external action, for example, an electric field, to cause a material included in the liquid crystal layer to transmit or block incident light. In one example, the first electrode layer and/or the second electrode layer may include, but is not limited to, a conductive polymer, a conductive metal, a conductive nanowire, or a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide). The upper and/or lower second electrode layers may be formed by depositing, for example, the conductive polymer, the conductive metal, the conductive nanowire, or the metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide).
액정 소자는 제 2 전극층(20b)의 내측면에 존재하는 배향막(20d)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(20c)는 제 2 전극층(20b)과 배향막(20d)의 사이에 존재할 수 있다. 배향막은 스페이서 상에 형성될 수 있다. 즉, 스페이서의 상면부 및/또는 측면부는 배향막과 접할 수 있다. 스페이서의 하부면은 제 2 전극층에 접할 수 있다. 점착제층은 액정 배향성을 가질 수 있기 때문에, 제 1 전극층의 내측면에는 배향막을 포함하지 않을 수 있다. The liquid crystal element may further include an alignment film (20d) present on the inner surface of the second electrode layer (20b). A spacer (20c) may be present between the second electrode layer (20b) and the alignment film (20d). The alignment film may be formed on the spacer. That is, the upper surface and/or the side surface of the spacer may be in contact with the alignment film. The lower surface of the spacer may be in contact with the second electrode layer. Since the adhesive layer may have liquid crystal alignment properties, the inner surface of the first electrode layer may not include an alignment film.
본 명세서에서, 제 1 기재층, 제 1 전극층 및 점착제층의 조합을 상부 기판으로 호칭할 수 있고, 제 2 기재층, 제 2 전극층, 스페이서 및 배향막의 조합을 하부 기판으로 호칭할 수 있다. 액정 소자에서 상부 기판은 점착제층 이외의 별도의 배향막은 포함하지 않고, 하부 기판은 배향막을 포함할 수 있다. In this specification, the combination of the first substrate layer, the first electrode layer, and the adhesive layer may be referred to as the upper substrate, and the combination of the second substrate layer, the second electrode layer, the spacer, and the alignment film may be referred to as the lower substrate. In the liquid crystal device, the upper substrate may not include a separate alignment film other than the adhesive layer, and the lower substrate may include the alignment film.
배향막과 액정층은 접하고 있을 수 있다. 배향막은 수직 배향막 또는 수평 배향막일 수 있다. 본 명세서에서 『수평 배향막』은 인접하는 액정층 내에 존재하는 액정 화합물에 대한 수평 배향력을 부여하는 배향성 물질을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 『수직 배향막』은 인접하는 액정층 내에 존재하는 액정 화합물에 대한 수직 배향력을 부여하는 배향성 물질을 포함하는 층을 의미할 수 있다. 수직 배향막에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각이 80도 내지 90도, 85도 내지 90도 또는 약 87도 내지 90도 범위 내일 수 있고, 수평 배향막에 대한 인접하는 액정 화합물의 프리틸트 각이 0도 내지 10도, 0도 내지 5도 또는 0도 내지 3도 범위 내일 수 있다. 배향막은 점착제층과 달리 상부 기판과 하부 기판을 접착시키는 접착력을 갖지 않을 수 있다. 하나의 예시에서, 배향막은 도 2의 액정 소자의 상태에서 상부 기판에 대한 박리력이 0에 가까울 수 있다.The alignment film and the liquid crystal layer may be in contact. The alignment film may be a vertical alignment film or a horizontal alignment film. In the present specification, the term “horizontal alignment film” may mean a layer including an alignment material that provides horizontal alignment force to a liquid crystal compound present in an adjacent liquid crystal layer. In the present specification, the term “vertical alignment film” may mean a layer including an alignment material that provides vertical alignment force to a liquid crystal compound present in an adjacent liquid crystal layer. The pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the vertical alignment film may be in the range of 80 degrees to 90 degrees, 85 degrees to 90 degrees, or about 87 degrees to 90 degrees, and the pretilt angle of the adjacent liquid crystal compound with respect to the horizontal alignment film may be in the range of 0 degrees to 10 degrees, 0 degrees to 5 degrees, or 0 degrees to 3 degrees. Unlike an adhesive layer, the alignment film may not have an adhesive force that adheres the upper substrate and the lower substrate. In one example, the alignment film may have a peeling force close to 0 with respect to the upper substrate in the state of the liquid crystal element of Fig. 2.
배향막은 러빙 배향막 또는 광배향막일 수 있다. 배향막의 배향 방향은 러빙 배향막의 경우는 러빙 방향, 광배향막인 경우는 조사되는 편광의 방향일 수 있는데, 이러한 배향 방향은, 흡수형 선형 편광자를 사용한 검출 방식으로 확인할 수 있다. 구체적으로 액정층에 포함되는 액정 화합물을 수평 배향시킨 상태에서 상기 액정층의 일면에 흡수형 선형 편광자를 배치하고, 상기 편광자를 360도 회전시키면서 투과율을 측정함으로써 배향 방향을 확인할 수 있다. 상기 상태에서 액정층 또는 흡수형 선형 편광자 측으로 광을 조사하면서 다른 측에서 휘도(투과율)를 측정하는 경우, 상기 흡수축 또는 투과축과 액정 배향막의 배향 방향이 일치하는 경우에 투과율이 낮게 되는 경향을 보이는데, 적용된 액정 화합물의 굴절률 이방성 등을 반영한 모사(simulation)를 통해 배향 방향을 확인할 수 있다. 액정층의 모드에 따라서 배향 방향을 확인하는 방식은 공지이며, 본 출원에서는 이러한 공지의 방식으로 배향막의 배향 방향을 확인할 수 있다.The alignment film may be a rubbing alignment film or a photo-alignment film. The alignment direction of the alignment film may be the rubbing direction in the case of a rubbing alignment film, or the direction of the polarized light being irradiated in the case of a photo-alignment film. This alignment direction can be confirmed by a detection method using an absorption-type linear polarizer. Specifically, the alignment direction can be confirmed by arranging an absorption-type linear polarizer on one side of the liquid crystal layer in a state where the liquid crystal compound included in the liquid crystal layer is horizontally aligned, and measuring the transmittance while rotating the polarizer 360 degrees. In this state, when irradiating light toward the liquid crystal layer or the absorption-type linear polarizer side and measuring the luminance (transmittance) from the other side, the transmittance tends to be low when the absorption axis or the transmission axis and the alignment direction of the liquid crystal alignment film coincide, and the alignment direction can be confirmed through a simulation that reflects the refractive index anisotropy of the applied liquid crystal compound, etc. A method for confirming the alignment direction according to the mode of the liquid crystal layer is known, and in the present application, the alignment direction of the alignment film can be confirmed by this known method.
배향막으로는 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol)) 화합물, 폴리아믹산(poly(amic acid)) 화합물, 폴리스티렌(polystylene) 화합물, 폴리아미드(polyamide) 화합물 및 폴리옥시에틸렌(polyoxyethylene) 화합물 등과 같이 러빙 배향에 의해 배향능을 나타내는 것으로 공지된 물질이나, 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리아믹산(polyamic acid) 화합물, 폴리노르보넨(polynorbornene) 화합물, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer) 화합물, 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinamate) 화합물, 폴리아조벤젠(polyazobenzene) 화합물, 폴리에틸렌이민(polyethyleneimide) 화합물, 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol) 화합물, 폴리아미드(polyimide) 화합물, 폴리에틸렌(polyethylene) 화합물, 폴리스타일렌(polystylene) 화합물, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylenephthalamide) 화합물, 폴리에스테르(polyester) 화합물, CMPI(chloromethylated polyimide) 화합물, PVCI(polyvinylcinnamate) 화합물 및 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 화합물 등과 같이 광조사에 의해 배향능을 나타낼 수 있는 것으로 공지된 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.As the alignment film, a material known to exhibit alignment ability by rubbing alignment, such as a polyimide compound, a polyvinyl alcohol compound, a polyamic acid compound, a polystyrene compound, a polyamide compound, and a polyoxyethylene compound, or a polyimide compound, a polyamic acid compound, a polynorbornene compound, a phenylmaleimide copolymer compound, a polyvinylcinnamate compound, a polyazobenzene compound, a polyethyleneimide compound, a polyvinylalcohol compound, a polyamide compound, a polyethylene compound, a polystylene compound, a polyphenylenephthalamide compound, It may include at least one selected from the group consisting of materials known to be capable of exhibiting orientation ability upon light irradiation, such as a polyester compound, a chloromethylated polyimide (CMPI) compound, a polyvinylcinnamate (PVI) compound, and a polymethyl methacrylate compound, but is not limited thereto.
스페이서(20c)는 상부 기판과 하부 기판의 사이의 간격을 유지할 수 있다. 상부 기판과 하부 기판의 사이에 스페이서가 존재하지 않는 영역에 액정층이 존재할 수 있다.The spacer (20c) can maintain a gap between the upper substrate and the lower substrate. A liquid crystal layer can exist in an area where the spacer does not exist between the upper substrate and the lower substrate.
스페이서는 패턴화된 스페이서일 수 있다. 스페이서는 기둥 형상(column) 또는 격벽 형상(partition wall)을 가질 수 있다. 격벽은 하부 기판과 상부 기판 사이의 공간을 2개 이상의 공간으로 구획할 수 있다. 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 하부에 존재하는 다른 필름이나 다른 층이 노출되어 있을 수 있다. 예를 들어, 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 제 2 전극층이 노출되어 있을 수 있다. 배향막은 스페이서 및 스페이서가 존재하지 않는 영역에 노출된 제 2 전극층을 덮고 있을 수 있다. 상부 기판과 하부 기판이 합착된 액정소자에 있어서, 하부 기판의 스페이서 상부에 존재하는 배향막과 상부 기판의 점착제층이 서로 접하고 있을 수 있다.The spacer may be a patterned spacer. The spacer may have a column shape or a partition wall shape. The partition wall may divide the space between the lower substrate and the upper substrate into two or more spaces. In an area where the spacer does not exist, another film or another layer existing underneath may be exposed. For example, a second electrode layer may be exposed in an area where the spacer does not exist. The alignment film may cover the spacer and the second electrode layer exposed in the area where the spacer does not exist. In a liquid crystal device in which the upper substrate and the lower substrate are bonded, the alignment film existing on the spacer of the lower substrate and the adhesive layer of the upper substrate may be in contact with each other.
상부 기판과 하부 기판 사이의 스페이서가 존재하지 않는 영역에는 액정 화합물 및 전술한 첨가제, 예를 들어 이색성 염료, 키랄제 등이 존재할 수 있다. 스페이서의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 원, 타원 그 밖의 다각형 형상 다면을 가지도록 제한없이 적용될 수 있다. In the region where there is no spacer between the upper substrate and the lower substrate, a liquid crystal compound and the aforementioned additives, such as a dichroic dye, a chiral agent, etc., may be present. The shape of the spacer is not particularly limited, and may be applied without limitation to have, for example, a circular, elliptical, or other polygonal shape.
스페이서는 경화성 수지를 포함할 수 있다. 경화성 수지의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 열 경화성 수지 또는 광 경화성 수지, 예를 들어 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다. 열 경화성 수지로는, 예를 들어 실리콘 수지, 규소 수지, 프란 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 폴리에스테르 수지 또는 멜라민 수지 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 자외선 경화성 수지로는 대표적으로 아크릴 중합체, 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트 중합체, 폴리스티렌 아크릴레이트 중합체, 에폭시 아크릴레이트 중합체, 폴리우레탄 아크릴레이트 중합체 또는 폴리부타디엔 아크릴레이트 중합체, 실리콘 아크릴레이트 중합체 또는 알킬 아크릴레이트 중합체 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The spacer may include a curable resin. The type of the curable resin is not particularly limited, and for example, a thermosetting resin or a photocurable resin, for example, an ultraviolet-curable resin, can be used. Examples of the thermosetting resin that can be used include, but are not limited to, a silicone resin, a silicon resin, a franc resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, an amino resin, a phenol resin, a urea resin, a polyester resin, or a melamine resin. Examples of the ultraviolet-curable resin that can be used include, but are not limited to, an acrylic polymer, for example, a polyester acrylate polymer, a polystyrene acrylate polymer, an epoxy acrylate polymer, a polyurethane acrylate polymer, or a polybutadiene acrylate polymer, a silicone acrylate polymer, or an alkyl acrylate polymer.
스페이서는 패터닝 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 스페이서는 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 포토리소그래피 공정은 경화성 수지 조성물을 기재층 또는 전극층 상에 도포한 후 패턴 마스크를 매개로 자외선을 조사하는 공정을 포함할 수 있다. 패턴 마스크는 자외선 투과 영역과 자외선 차단 영역으로 패터닝되어 있을 수 있다. 포토리소그래피 공정은 자외선이 조사된 경화성 수지 조성물을 워싱(washing) 하는 공정을 더 포함할 수 있다. 자외선이 조사된 영역은 경화되고, 자외선이 조사되지 않은 영역은 액상으로 남아 있으므로 워싱 공정을 통하여 제거함으로써, 격벽 형상으로 패터닝할 수 있다. 포토리소그래피 공정에 있어서, 자외선 조사 후, 수지 조성물과 패턴 마스크를 용이하게 분리 하기 위하여 패턴 마스크에 이형 처리를 수행하거나 또는 이형지를 수지 조성물의 층과 패턴 마스크 사이에 위치시킬 수도 있다.The spacer can be formed by a patterning process. For example, the spacer can be formed by a photolithography process. The photolithography process can include a process of applying a curable resin composition on a substrate layer or an electrode layer and then irradiating ultraviolet rays through a pattern mask. The pattern mask can be patterned into an ultraviolet-transmitting region and an ultraviolet-blocking region. The photolithography process can further include a process of washing the curable resin composition irradiated with ultraviolet rays. The region irradiated with ultraviolet rays is cured, and the region not irradiated with ultraviolet rays remains in a liquid state, so that it can be patterned into a partition shape by removing it through the washing process. In the photolithography process, in order to easily separate the resin composition and the pattern mask after the ultraviolet irradiation, a release treatment may be performed on the pattern mask, or a release paper may be positioned between the layer of the resin composition and the pattern mask.
스페이서의 너비(선폭), 간격(피치), 두께, 면적은 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 스페이서의 너비(선폭)는 10㎛ 내지 500㎛ 범위 또는 10㎛ 내지 50㎛ 범위 내일 수 있다. 스페이서의 간격(피치)은 100㎛ 내지 1000㎛ 범위 내일 수 있다. 스페이서의 면적은 제 2 기재층의 전체 면적 100%에 대하여, 약 5% 이상일 수 있고, 50% 이하일 수 있다. 스페이서의 면적이 상기 범위 내인 경우, 상부 기판과 하부 기판의 부착력을 적절히 확보하면서 우수한 전기 광학 특성을 확보하는데 유리할 수 있다. 스페이서의 두께는 예를 들어, 1㎛ 내지 30㎛ 또는 3㎛ 내지 20㎛ 범위일 수 있다.The width (line width), interval (pitch), thickness, and area of the spacer can be appropriately selected within a range that does not impair the purpose of the present application. For example, the width (line width) of the spacer can be in a range of 10 ㎛ to 500 ㎛ or in a range of 10 ㎛ to 50 ㎛. The interval (pitch) of the spacer can be in a range of 100 ㎛ to 1000 ㎛. The area of the spacer can be about 5% or more and 50% or less with respect to 100% of the total area of the second substrate layer. When the area of the spacer is within the above range, it can be advantageous in securing excellent electro-optical characteristics while appropriately securing the adhesion between the upper substrate and the lower substrate. The thickness of the spacer can be, for example, in a range of 1 ㎛ to 30 ㎛ or 3 ㎛ to 20 ㎛.
광학 디바이스는 제 1 외곽 기판과 액정 소자의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층을 포함할 수 있고, 제 2 외곽 기판과 액정 소자의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층을 포함할 수 있다. 따라서, 광학 디바이스는 적어도 2장의 중간층을 포함할 수 있다. 제 1 외곽 기판 및 제 2 외곽 기판의 일면은 인접하는 중간층과 각각 접할 수 있다. 액정 소자의 양면은 각각 인접하는 중간층과 접할 수 있다. The optical device may include at least one intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element, and may include at least one intermediate layer positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element. Accordingly, the optical device may include at least two intermediate layers. One surface of the first outer substrate and the second outer substrate may be in contact with the adjacent intermediate layers, respectively. Both surfaces of the liquid crystal element may be in contact with the adjacent intermediate layers, respectively.
광학 디바이스의 중간층의 개수는 광학 디바이스가 제 1 외곽 기판, 제 2 외곽 기판 및 액정 소자 이외의 다른 소자를 더 포함하는 지 여부에 따라 결정될 수 있다. 상기 다른 소자는 편광자 등을 예시할 수 있다.The number of intermediate layers of the optical device may be determined depending on whether the optical device further includes elements other than the first outer substrate, the second outer substrate, and the liquid crystal element. The other elements may be, for example, polarizers.
본 출원에 따른 광학 디바이스는 제 1 외곽 기판과 액정 소자 사이에 제 1 편광자를 더 포함할 수 있고, 제 2 외곽 기판과 액정 소자 사이에 제 2 편광자를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 광학 디바이스는 제 1 외곽 기판, 중간층, 제 1 편광자, 중간층, 액정소자, 중간층, 제 2 편광자, 중간층 및 제 2 외곽 기판 순으로 적층된 구조를 가질 수 있다. The optical device according to the present application may further include a first polarizer between the first outer substrate and the liquid crystal element, and may further include a second polarizer between the second outer substrate and the liquid crystal element. In this case, the optical device may have a structure in which the first outer substrate, an intermediate layer, a first polarizer, an intermediate layer, a liquid crystal element, an intermediate layer, a second polarizer, an intermediate layer, and the second outer substrate are laminated in this order.
액정 소자의 물성적 한계를 극복하고자 액정 소자의 양면에 중간층을 매개로 외곽 기판을 합착할 수 있는데, 점착제층의 낮은 모듈러스로 인해, 외부 압력에 취약하여, 상기 합착 과정에서 셀갭의 무너짐이나 액정의 유동, 몰림 등과 같은 불량이 발생할 수 있다. 광학 디바이스에 포함되는 중간층들의 두께를 제어함으로써 상기 불량을 최소화할 수 있고, 광학 디바이스의 구조적 안정성 및 균일한 외관 특성을 확보할 수 있다.In order to overcome the limitations of the physical properties of a liquid crystal device, an outer substrate can be bonded to both sides of the liquid crystal device via an intermediate layer. However, due to the low modulus of the adhesive layer, it is vulnerable to external pressure, and defects such as collapse of the cell gap or flow or crowding of the liquid crystal may occur during the bonding process. By controlling the thickness of the intermediate layers included in the optical device, the defects can be minimized, and the structural stability and uniform appearance characteristics of the optical device can be secured.
하나의 예로서, 상기 적어도 하나 이상의 중간층은 총 두께의 합이 1,520 μm 이상일 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께의 합은, 제 1 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이 및 제 2 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 존재하는 모든 중간층의 두께의 합을 의미한다. 중간층의 총 두께가 상기 범위 내인 경우 외곽 기판의 합착 과정에서의 불량을 최소화함으로써, 광학 디바이스의 구조적 안정성 및 균일한 외관 특성을 확보할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께의 합은 구체적으로 1,600 μm 이상, 약 1,650 μm 이상, 1,700 μm 이상, 1,750 μm 이상, 1,800 μm 이상, 1,850 μm 이상, 1,900 μm 이상, 1,950 μm 이상, 2,000 μm 이상, 2,100 μm 이상, 2,150 μm 이상 또는 약 2,200 μm 이상일 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께의 합은 예를 들어 약 6,000 μm 이하, 5,900 μm 이하, 5,800 μm 이하, 5,700 μm 이하, 5,600 μm 이하, 5,500 μm 이하, 5,400 μm 이하, 5,300 μm 이하, 5,200 μm 이하, 5,100 μm 이하 또는 약 5,000 μm 이하일 수 있다. 중간층들의 전체 두께가 지나치게 두꺼운 경우 광학 디바이스의 투과율 특성 등의 전기 광학적 특성을 저하시킬 수 있으므로 상기 범위 내인 것이 유리할 수 있다. As an example, the sum of the total thicknesses of the at least one intermediate layer may be 1,520 μm or more. The sum of the total thicknesses of the at least one intermediate layer means the sum of the thicknesses of all intermediate layers existing between the first outer substrate and the liquid crystal element film and between the second outer substrate and the liquid crystal element film. When the total thickness of the intermediate layer is within the above range, the structural stability and uniform appearance characteristics of the optical device can be secured by minimizing defects in the bonding process of the outer substrate. The sum of the total thicknesses of the at least one intermediate layer can be specifically 1,600 μm or more, about 1,650 μm or more, 1,700 μm or more, 1,750 μm or more, 1,800 μm or more, 1,850 μm or more, 1,900 μm or more, 1,950 μm or more, 2,000 μm or more, 2,100 μm or more, 2,150 μm or more, or about 2,200 μm or more. The sum of the total thicknesses of the at least one intermediate layer may be, for example, about 6,000 μm or less, 5,900 μm or less, 5,800 μm or less, 5,700 μm or less, 5,600 μm or less, 5,500 μm or less, 5,400 μm or less, 5,300 μm or less, 5,200 μm or less, 5,100 μm or less, or about 5,000 μm or less. It may be advantageous for the total thickness of the intermediate layers to be within the above range because if the total thickness of the intermediate layers is too thick, the electro-optical characteristics such as the transmittance characteristics of the optical device may be deteriorated.
상기 적어도 하나 이상의 중간층은 각각 중간층 1장의 단층 구조를 갖거나 또는 2장 이상의 서브 중간층의 적층체일 수 있다. 서브 중간층의 두께 및 개수는 목적하는 중간층의 두께를 고려하여 제어될 수 있다. 하나의 예시에서, 서브중간층의 두께는 100㎛ 내지 500㎛ 범위 또는 300㎛ 내지 400㎛ 범위 내일 수 있다.The above at least one intermediate layer may have a single-layer structure of one intermediate layer or may be a laminate of two or more sub-intermediate layers. The thickness and number of the sub-intermediate layers may be controlled in consideration of the thickness of the desired intermediate layer. In one example, the thickness of the sub-intermediate layer may be in the range of 100 ㎛ to 500 ㎛ or in the range of 300 ㎛ to 400 ㎛.
하나의 예시에서, 제 1 외곽 기판과 제 1 편광자 사이에 위치하는 중간층 및 제 2 외곽 기판과 제 2 편광자 사이에 위치하는 중간층의 두께는 각각 400μm 내지 3,000 μm의 범위 내 일 수 있다. 다른 예로 하나의 예시에서, 제 1 외곽 기판과 제 1 편광자 사이에 위치하는 중간층 및 제 2 외곽 기판과 제 2 편광자 사이에 위치하는 중간층의 두께는 각각 약 400μm 이상, 500μm 이상, 600μm 이상, 700μm 이상, 800μm 이상, 900μm 이상, 1000μm 이상 또는 1100μm 이상일 수 있으며, 약 3,000μm 이하, 2,800μm 이하, 2,600μm 이하, 2,400μm 이하, 약 2,200μm 이하, 약 2,000μm 이하, 약 1,800μm 이하, 약 1,600μm 이하 또는 약 1,400μm 이하일 수 있다. 하나의 예시에서, 제 1 외곽 기판과 제 1 편광자 사이에 위치하는 중간층 및 제 2 외곽 기판과 제 2 편광자 사이에 위치하는 중간층의 두께가 각각 상기 범위 내인 경우 광학 디바이스의 전기 광학적 특성을 저해하지 않으면서, 외곽 기판의 합착 과정에서의 불량없이 구조적 안정성 및 균일한 외관 특성을 확보하는데 유리할 수 있다. In one example, the thickness of the intermediate layer positioned between the first outer substrate and the first polarizer and the thickness of the intermediate layer positioned between the second outer substrate and the second polarizer can each be in a range of 400 μm to 3,000 μm. As another example, in one example, the thickness of the intermediate layer positioned between the first outer substrate and the first polarizer and the intermediate layer positioned between the second outer substrate and the second polarizer may be about 400 μm or more, 500 μm or more, 600 μm or more, 700 μm or more, 800 μm or more, 900 μm or more, 1000 μm or more, or 1100 μm or more, and may be about 3,000 μm or less, 2,800 μm or less, 2,600 μm or less, 2,400 μm or less, about 2,200 μm or less, about 2,000 μm or less, about 1,800 μm or less, about 1,600 μm or less, or about 1,400 μm or less. In one example, when the thicknesses of the intermediate layer positioned between the first outer substrate and the first polarizer and the intermediate layer positioned between the second outer substrate and the second polarizer are each within the above ranges, it can be advantageous in securing structural stability and uniform appearance characteristics without defects in the bonding process of the outer substrates, without impairing the electro-optical characteristics of the optical device.
하나의 예로서, 상기 제 1 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께(Ta) 및 상기 제 2 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께(Tb)는 각각 약 400μm 이상, 500μm 이상, 600μm 이상, 700μm 이상, 800μm 이상, 900μm 이상, 1000μm 이상 또는 1100μm 이상일 수 있으며, 약 3,000μm 이하, 2,900μm 이하, 2,800μm 이하, 2,700μm 이하, 약 2,600μm 이하, 약 2,500μm 이하, 약 2,400μm 이하 또는 약 2,300μm 이하일 수 있다. 상기 두께 Ta 및 Tb가 각각 상기 범위 내인 경우 광학 디바이스의 전기 광학적 특성을 저해하지 않으면서, 외곽 기판의 합착 과정에서의 불량없이 구조적 안정성 및 균일한 외관 특성을 확보하는데 유리할 수 있다. 상기 제 1 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께(Ta)의 합은, 제 1 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 존재하는 모든 중간층의 두께의 합을 의미한다. 또한, 상기 제 2 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층의 총 두께(Tb)의 합은 제 2 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 존재하는 모든 중간층의 두께의 합을 의미한다.As an example, the total thickness (Ta) of at least one intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element film and the total thickness (Tb) of at least one intermediate layer positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element film may be about 400 μm or more, 500 μm or more, 600 μm or more, 700 μm or more, 800 μm or more, 900 μm or more, 1000 μm or more, or 1100 μm or more, and may be about 3,000 μm or less, 2,900 μm or less, 2,800 μm or less, 2,700 μm or less, about 2,600 μm or less, about 2,500 μm or less, about 2,400 μm or less, or about 2,300 μm or less, respectively. When the thicknesses Ta and Tb are each within the above ranges, it can be advantageous in securing structural stability and uniform appearance characteristics without defects in the bonding process of the outer substrate, without impairing the electro-optical characteristics of the optical device. The sum of the total thicknesses (Ta) of at least one intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element film means the sum of the thicknesses of all intermediate layers positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element film. In addition, the sum of the total thicknesses (Tb) of at least one intermediate layer positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element film means the sum of the thicknesses of all intermediate layers positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element film.
하나의 예로서, 상기 제 1 외곽 기판(20a)과 액정 소자 필름(10) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층(30)의 총 두께(Ta) 대비 상기 제 2 외곽 기판(20b)과 액정 소자 필름(10) 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층(30)의 총 두께(Tb)의 두께 비율(Ta/Tb)은 0.1 내지 10의 범위내일 수 있다. 다른 예로 상기 두께 비율(Ta/Tb)은 약 0.12 이상, 약 0.13 이상 또는 약 0.14 이상 일 수 있으며 약 9.5 이하, 9.0 이하, 8.5 이하, 8.0 이하, 7.5 이하 또는 약 7.0 이하일 수 있다. 상기 두께 비율이 0.1 내지 10의 범위 내인 경우, 보다 효과적으로 액정 소자 필름의 외관 불량을 개선할 수 있다. As an example, a thickness ratio (Ta/Tb) of a total thickness (Ta) of at least one intermediate layer (30) positioned between the first outer substrate (20a) and the liquid crystal element film (10) to a total thickness (Tb) of at least one intermediate layer (30) positioned between the second outer substrate (20b) and the liquid crystal element film (10) may be in a range of 0.1 to 10. As another example, the thickness ratio (Ta/Tb) may be about 0.12 or more, about 0.13 or more, or about 0.14 or more, and may be about 9.5 or less, 9.0 or less, 8.5 or less, 8.0 or less, 7.5 or less, or about 7.0 or less. When the thickness ratio is in a range of 0.1 to 10, the appearance defect of the liquid crystal element film can be improved more effectively.
하나의 예로서, 적어도 하나 이상의 중간층의 저장 탄성률(storage modulus)은 각각 1MPa 내지 100 MPa 범위 내일 수 있다. 다른 예로, 중간층의 저장 탄성률은 2 MPa 이상 또는 4 MPa 이상일 수 있고, 100 MPa 이하, 80 MPa 이하, 60 MPa 이하, 40 MPa 이하 또는 20 MPa 이하일 수 있다. 상기 저장 탄성률은 25℃온도 및 6 rad/sec 주파수에서 측정된 값일 수 있다.As an example, the storage modulus of at least one of the intermediate layers can each be in a range of 1 MPa to 100 MPa. As another example, the storage modulus of the intermediate layer can be at least 2 MPa or at least 4 MPa, and at most 100 MPa, at most 80 MPa, at most 60 MPa, at most 40 MPa, or at most 20 MPa. The storage modulus can be a value measured at a temperature of 25°C and a frequency of 6 rad/sec.
하나의 예로서, 상기 적어도 하나 이상의 중간층은 각각 영률(Young's modulus, E)이 0.1 MPa 내지 100 MPa 범위 내일 수 있다. 다른예로 중간층의 영률(E)은 0.2 MPa 이상, 0.4 MPa 이상, 0.6 MPa 이상, 0.8 MPa 이상, 1 MPa 이상, 5 MPa 이상 또는 약 10 MPa 이상일 수 있으며, 약 95 MPa 이하, 80 MPa 이하, 75 MPa 이하, 70 MPa 이하, 65 MPa 이하, 60 MPa 이하, 55 MPa 이하 또는 약 50 MPa 이하일 수 있다. 상기 영률(E)은, 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), 일예로 UTM(Universal testing machine)을 이용하여 측정할 수 있다. 광학 디바이스에 포함되는 중간층들의 영률이 상기 범위 내인 경우 광학 디바이스의 우수한 내구성을 확보하는데 더욱 유리할 수 있다. 중간층이 적어도 2장 이상의 서브중간층의 적층체인 경우, 서브중간층 각각이 상기 영률의 범위를 만족할 수 있다. As an example, the at least one intermediate layer can each have a Young's modulus (E) in the range of 0.1 MPa to 100 MPa. As another example, the Young's modulus (E) of the intermediate layer can be at least 0.2 MPa, at least 0.4 MPa, at least 0.6 MPa, at least 0.8 MPa, at least 1 MPa, at least 5 MPa, or at least about 10 MPa, and at most about 95 MPa, at most 80 MPa, at most 75 MPa, at most 70 MPa, at most 65 MPa, at most 60 MPa, at most 55 MPa, or at most about 50 MPa. The above Young's modulus (E) can be measured, for example, in the manner specified in ASTM D882, by cutting the film into the form provided in the relevant standard, and using equipment capable of measuring the Stress-Strain curve (capable of measuring force and length simultaneously), for example, a UTM (Universal testing machine). When the Young's modulus of the intermediate layers included in the optical device is within the above range, it can be more advantageous in securing excellent durability of the optical device. When the intermediate layer is a laminate of at least two or more sub-intermediate layers, each of the sub-intermediate layers can satisfy the above range of Young's modulus.
하나의 예로서, 상기 적어도 하나 이상의 중간층은 각각 열팽창 계수가 2,000 ppm/K 이하일 수 있다. 상기 열팽창 계수는, 다른 예시에서 약 1,900ppm/K 이하, 1,700ppm/K 이하, 1,600ppm/K 이하 또는 약 1.500ppm/K 이하이거나, 약 10 ppm/K 이상, 20 ppm/K 이상, 30 ppm/K 이상, 40 ppm/K 이상, 50 ppm/K 이상, 60 ppm/K 이상, 70 ppm/K 이상, 80 ppm/K 이상, 90 ppm/K 이상, 100 ppm/K 이상, 200 ppm/K 이상, 300 ppm/K 이상, 400 ppm/K 이상, 500 ppm/K 이상, 600 ppm/K 이상, 700 ppm/K 이상 또는 약 800 ppm/K 이상일 수 있다. 중간층의 열팽창 계수는, 예를 들면, ASTM D696의 규정에 따라 측정할 수 있고, 해당 규격에서 제공하는 형태로 재단하고, 단위 온도당 길이의 변화를 측정하여 열팽창 계수를 계산할 수 있으며, TMA(ThermoMechanic Analysis) 등의 공지의 방식으로 측정할 수 있다. 광학 디바이스에 포함되는 중간층들의 열팽창 계수가 상기 범위 내인 경우 광학 디바이스의 우수한 내구성을 확보하는데 더욱 유리할 수 있다. 중간층이 적어도 2장 이상의 서브중간층의 적층체인 경우, 서브중간층 각각이 상기 열팽창 계수의 범위를 만족할 수 있다.As an example, each of the at least one intermediate layer may have a coefficient of thermal expansion of 2,000 ppm/K or less. The above thermal expansion coefficient may be, in other examples, about 1,900 ppm/K or less, 1,700 ppm/K or less, 1,600 ppm/K or less, or about 1.500 ppm/K or less, or about 10 ppm/K or more, 20 ppm/K or more, 30 ppm/K or more, 40 ppm/K or more, 50 ppm/K or more, 60 ppm/K or more, 70 ppm/K or more, 80 ppm/K or more, 90 ppm/K or more, 100 ppm/K or more, 200 ppm/K or more, 300 ppm/K or more, 400 ppm/K or more, 500 ppm/K or more, 600 ppm/K or more, 700 ppm/K or more, or about 800 ppm/K or more. The coefficient of thermal expansion of the intermediate layer can be measured, for example, according to the provisions of ASTM D696, cut into a form provided in the relevant standard, and the coefficient of thermal expansion can be calculated by measuring the change in length per unit temperature, or can be measured by a known method such as TMA (ThermoMechanic Analysis). When the coefficients of thermal expansion of the intermediate layers included in the optical device are within the above range, it can be more advantageous in securing excellent durability of the optical device. When the intermediate layer is a laminate of at least two or more sub-intermediate layers, each of the sub-intermediate layers can satisfy the range of the above-mentioned coefficient of thermal expansion.
상기 적어도 하나 이상의 중간층은 각각 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic Polyurethane) 접착제층, 폴리아마이드 접착제층, 폴리에스테르 접착제층, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착제층, 아크릴 접착제층, 실리콘 접착제층 또는 폴리올레핀 접착제층일 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 의하면, 상기 적어도 하나 이상의 중간층은 각각 열가소성 폴리우레탄일 수 있다. The at least one intermediate layer may be a thermoplastic polyurethane (TPU) adhesive layer, a polyamide adhesive layer, a polyester adhesive layer, an Ethylene Vinyl Acetate (EVA) adhesive layer, an acrylic adhesive layer, a silicone adhesive layer, or a polyolefin adhesive layer, respectively. According to one embodiment of the present application, the at least one intermediate layer may be thermoplastic polyurethane, respectively.
광학 디바이스는 액정 소자의 측면을 둘러싸는 외곽층을 더 포함할 수 있다. 광학 디바이스에서, 액정 소자의 상부 면적은 제 1 외곽 기판 또는 제 2 외곽 기판의 상부 면적보다 작을 수 있다. 또한, 액정 소자의 상부 면적은 광학 디바이스에 포함되는 적어도 하나 이상의 중간층들의 상부 면적보다 작을 수 있다. 하나의 예시에서, 액정 소자는 제 1 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 중간층, 제 2 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 중간층 및 상기 외각 층에 의해 캡슐화되어 있을 수 있다. 본 출원에서 용어 캡슐화(encapsulation)는 중간층과 외곽층으로 액정 소자의 전면을 피복하는 것을 의미할 수 있다. 목적하는 구조에 따라서 예를 들면, 제 1 외곽 기판, 중간층, 제 1 편광자, 중간층, 액정 소자, 중간층, 제 2 편광자, 중간층 및 제 2 외곽기판을 순차로 포함하고 액정소자의 측면을 둘러싸는 외곽층을 포함하는 적층체를 진공 상태에서 압착하는 방식으로 상기 캡슐화 구조를 구현할 수 있다. 이러한 캡슐화 구조에 의해서 광학 디바이스의 내구성이나 내후성이 크게 향상되고, 그 결과 선루프 등 야외에서 사용되는 용도에도 안정적으로 적용될 수 있다.The optical device may further include an outer layer surrounding a side surface of the liquid crystal element. In the optical device, an upper area of the liquid crystal element may be smaller than an upper area of the first outer substrate or the second outer substrate. In addition, the upper area of the liquid crystal element may be smaller than an upper area of at least one intermediate layer included in the optical device. In one example, the liquid crystal element may be encapsulated by an intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element, an intermediate layer positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element, and the outer layer. In the present application, the term encapsulation may mean covering the entire surface of the liquid crystal element with the intermediate layer and the outer layer. Depending on the desired structure, for example, the encapsulation structure may be implemented by pressing a laminate including a first outer substrate, an intermediate layer, a first polarizer, an intermediate layer, a liquid crystal element, an intermediate layer, a second polarizer, an intermediate layer, and a second outer substrate in sequence, and an outer layer surrounding a side surface of the liquid crystal element in a vacuum state. This encapsulation structure greatly improves the durability and weather resistance of optical devices, and as a result, they can be reliably applied to outdoor applications such as sunroofs.
외곽층은 예를 들어 열가소성 폴리우레탄(TPU; Thermoplastic Polyurethane) 접착제, 폴리아마이드 접착제, 폴리에스테르 접착제, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 접착제, 아크릴 접착제, 실리콘 접착제 또는 폴리올레핀 접착제를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 외곽층은 중간층과 동일한 재료로 형성될 수 있다.The outer layer may include, for example, a thermoplastic polyurethane (TPU) adhesive, a polyamide adhesive, a polyester adhesive, an ethylene vinyl acetate (EVA) adhesive, an acrylic adhesive, a silicone adhesive, or a polyolefin adhesive. In one example, the outer layer may be formed of the same material as the middle layer.
본 출원은 또한 광학 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 광학 디바이스의 제조 방법은 제 1 외곽 기판, 적어도 하나 이상의 중간층, 제 1 편광자, 적어도 하나 이상의 중간층, 액정소자, 적어도 하나 이상의 중간층, 제 2 편광자, 적어도 하나 이상의 중간층, 및 제 2 외곽 기판을 순차로 포함하는 적층체를 준비하는 단계 및 상기 적층체에 오토클레이브 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 광학 디바이스의 제조 방법에서 특별한 언급이 없는 한 상기 광학 디바이스에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.The present application also relates to a method for manufacturing an optical device. The method for manufacturing the optical device may include a step of preparing a laminate sequentially including a first outer substrate, at least one intermediate layer, a first polarizer, at least one intermediate layer, a liquid crystal element, at least one intermediate layer, a second polarizer, at least one intermediate layer, and a second outer substrate, and a step of subjecting the laminate to an autoclave treatment. Unless otherwise specifically stated in the method for manufacturing the optical device, the contents described in the optical device may be equally applied.
상기 적층체는 액정 소자의 측면을 둘러싸는 외곽층을 더 포함할 수 있다. The above laminate may further include an outer layer surrounding a side surface of the liquid crystal element.
광학 디바이스가 상기 액정 소자 및 편광자 이외의 다른 소자를 더 포함하는 경우, 상기 적층체는 상기 액정 소자 및 편광자 이외의 다른 소자를 목적하는 위치에 더 포함할 수 있다. When the optical device further includes elements other than the liquid crystal element and the polarizer, the laminate may further include elements other than the liquid crystal element and the polarizer at a desired location.
상기 오토클레이브 공정은 적층하는 단계 후에 형성된 적층체에 가열 및/또는 가압에 의해 수행될 수 있다. The above autoclave process can be performed by heating and/or pressurizing the laminate formed after the laminating step.
상기 오토클레이브 공정의 조건은 특별히 제한이 없고, 예를 들면, 적용된 중간층의 종류에 따라 적절한 온도 및 압력 하에서 수행할 수 있다. 통상의 오토클레이브 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.The conditions of the above autoclave process are not particularly limited, and can be performed under an appropriate temperature and pressure, for example, depending on the type of the applied intermediate layer. The temperature of a typical autoclave 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 lower, 190°C or lower, 180°C or lower, or 170°C or lower, and the upper limit of the process pressure may be about 10 atm or lower, 9 atm or lower, 8 atm or lower, 7 atm or lower, or 6 atm or lower.
상기와 같은 광학 디바이스는 다양한 용도로 사용될 수 있으며, 예를 들면, 선글라스나 AR(Augmented 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.The optical device as described above can be used for various purposes, and for example, can be used for eyewear such as sunglasses or eyewear for Augmented Reality (AR) or Virtual Reality (VR), exterior walls of buildings or sunroofs for vehicles, etc. In one example, the optical device can be a sunroof for vehicles in and of itself. For example, in a vehicle including a body having at least one opening formed therein, the optical device or sunroof for vehicles can be mounted and used by mounting it in the opening.
본 출원의 광학 디바이스는 액정 소자의 셀갭이 적절히 유지되고 상부 기판과 하부 기판의 우수한 부착력을 가지며, 외곽 기판의 합착 공정에서 눌림이나 몰림 등의 불량을 최소화하여, 구조적 안정성과 양호한 품질의 균일도를 확보할 수 있다. The optical device of the present application can secure structural stability and good quality uniformity by properly maintaining the cell gap of the liquid crystal element and having excellent adhesion between the upper and lower substrates, and minimizing defects such as pressing or crowding during the bonding process of the outer substrate.
도 1은 본 출원의 예시적인 광학 디바이스의 단면도이다.
도 2는 본 출원의 예시적인 액정 소자의 단면도이다.
도 3은 실시예 및 비교예에서 제조된 광학 디바이스를 촬영한 이미지이다.
도 4는 실시예 및 비교예에서 제조된 광학 디바이스에 대하여 투과도를 측정한 결과이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of an exemplary optical device of the present application.
Figure 2 is a cross-sectional view of an exemplary liquid crystal device of the present application.
Figure 3 is an image of an optical device manufactured in an example and a comparative example.
Figure 4 shows the results of measuring transmittance for optical devices manufactured in examples and comparative examples.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.The present application is specifically described through the following examples, but the scope of the present application is not limited by the following examples.
측정예 1. 저장 탄성률 측정Measurement Example 1. Measurement of storage elastic modulus
저장 탄성률은 TA사의 DMA Q800를 사용하여 측정하였다. 구체적으로, Multi-Frequency-Strain mode로 온도 25℃Force 0.01N 및 Ramp rate 3 °/min의 조건으로 저장 탄성률 값을 기록하였다. The storage modulus was measured using TA's DMA Q800. Specifically, the storage modulus values were recorded under the conditions of temperature 25℃, Force 0.01N, and Ramp rate 3 °/min in Multi-Frequency-Strain mode.
실시예 1Example 1
액정 소자 제조Liquid crystal device manufacturing
제 1 기재층으로 두께가 약 100μm이고, 가로x세로 면적이 600mmx300mm인 폴리카보네이트 필름(Keiwa社)을 준비하였다. 제 1 기재층 상에 ITO(indium-tin-oxide)를 50nm 두께로 증착하여 제 1 전극층을 형성하였다. 제 1 전극층 상에 점착제 조성물(KR-3700, 신에츠社)을 바 코팅한 후, 약 150℃에서 약 5분 동안 건조하여, 두께가 약 10 μm인 점착제층을 형성하였다. 점착제층의 저장 탄성률은 약 0.1 MPa 였다. 제 1 기재층, 제 1 전극층 및 점착제층의 조합을 상부 기판으로 호칭한다.A polycarbonate film (Keiwa) having a thickness of about 100 μm and a length x width area of 600 mm x 300 mm was prepared as the first substrate layer. ITO (indium-tin-oxide) was deposited to a thickness of 50 nm on the first substrate layer to form a first electrode layer. An adhesive composition (KR-3700, Shin-Etsu Corporation) was bar-coated on the first electrode layer, and then dried at about 150° C. for about 5 minutes to form an adhesive layer having a thickness of about 10 μm. The storage modulus of the adhesive layer was about 0.1 MPa. The combination of the first substrate layer, the first electrode layer, and the adhesive layer is referred to as an upper substrate.
제 2 기재층으로 두께가 약 100μm이고, 가로x세로 면적이 600mmx300mm인 폴리카보네이트 필름(Keiwa社)을 준비하였다. 제 2 기재층 상에 ITO(indium-tin-oxide)를 50nm 두께로 증착하여 제 2 전극층을 형성하였다. 제 2 전극층 상에 아크릴계 수지 조성물(KAD-03, 미뉴타텍社)을 코팅한 후, 포토리소그래피 방법으로 허니콤형 스페이서를 형성하였다. 허니콤을 구성하는 정육각형(폐도형)의 피치는 약 450 ㎛이고, 높이는 약 12 ㎛이며, 선폭은 약 30 ㎛이다. 상기 스페이서에 의해서 형성되는 폐도형(정육각형)의 면적은 대략 2.14 mm2였다. 상기 스페이서 상에 수직 배향막(Nissan社, SE-5661)을 약 300 nm의 두께로 코팅한 후, 일 방향으로 러빙 처리하였다. 제 2 기재층, 제 2 전극층, 스페이서 및 수평 배향막의 조합을 하부 기판으로 호칭한다.A polycarbonate film (Keiwa) having a thickness of approximately 100 μm and a length x width area of 600 mm x 300 mm was prepared as a second substrate layer. A second electrode layer was formed by depositing ITO (indium-tin-oxide) with a thickness of 50 nm on the second substrate layer. An acrylic resin composition (KAD-03, Minutatech) was coated on the second electrode layer, and then a honeycomb-shaped spacer was formed by a photolithography method. The pitch of the regular hexagons (closed shapes) constituting the honeycomb was approximately 450 μm, the height was approximately 12 μm, and the line width was approximately 30 μm. The area of the closed shapes (regular hexagons) formed by the spacer was approximately 2.14 mm 2 . A vertical alignment film (Nissan, SE-5661) was coated on the above spacer with a thickness of about 300 nm, and then rubbed in one direction. The combination of the second base layer, the second electrode layer, the spacer, and the horizontal alignment film is referred to as the lower substrate.
하부 기판의 수직 배향막 상에 액정 조성물을 코팅하여 액정층을 형성한 후, 상부 기판의 점착제층을 상기 액정 조성물의 코팅된 면과 마주보도록 하여 합지하였다. 상기 액정 조성물은 액정 화합물(Merck社, MAT-16-568) 및 키랄 도펀트(HCCH社, S811) 를 포함하며, 상기와 같이 형성된 액정층의 피치(p)는 약 20㎛였다.A liquid crystal composition was coated on a vertical alignment film of a lower substrate to form a liquid crystal layer, and then an adhesive layer of an upper substrate was laminated so that it faced the coated surface of the liquid crystal composition. The liquid crystal composition contained a liquid crystal compound (Merck, MAT-16-568) and a chiral dopant (HCCH, S811), and the pitch (p) of the liquid crystal layer formed as described above was about 20 μm.
광학 디바이스 제조Optical device manufacturing
제 1 외곽 기판, 제 1 중간층, 제 1 편광자, 제 2 중간층, 상기 제조된 액정 소자, 제 3 중간층, 제 2 편광자, 제 4 중간층 및 제 2 외곽 기판을 순차로 포함하고, 액정 소자의 측면을 둘러싸는 외곽층을 포함하는 적층체를 준비하였다. 제 1 외곽 기판에 비하여 제 2 외곽 기판이 중력 방향으로 배치하였다. A laminate was prepared, which sequentially includes a first outer substrate, a first intermediate layer, a first polarizer, a second intermediate layer, a liquid crystal element manufactured as described above, a third intermediate layer, a second polarizer, a fourth intermediate layer, and a second outer substrate, and which includes an outer layer surrounding a side surface of the liquid crystal element. The second outer substrate was arranged in the direction of gravity relative to the first outer substrate.
제 1 편광자 및 제 2 편광자는 각각 PVA계 편광자이며, 제 1 편광자의 광 투과축과 제 2 편광자의 광 투과축은 약 90도를 이루도록 배치하였다. 제 1 외곽 기판으로는 두께가 약 3mm이고, 면적이 가로x세로=300mm×300mm이며, 곡률 반경이 약 2,470R인 유리 기판을 사용하였다. 제 2 외곽 기판으로는 두께가 약 3mm이고, 면적이 가로x세로=300mm×300mm이며, 곡률 반경이 약 2,400R인 유리 기판을 사용하였다. 제 2 중간층 및 제 3 중간층은 각각 두께가 약 380μm인 TPU층(Argotec社) 단층이다. 제 1 중간층과 제 4 중간층은 각각 1층의 두께가 약 380μm인 TPU층(Argotec社) 3층의 적층체이다. 상기 TPU층(Argotec社)의 열팽창 계수는 307 ppm/K이고, 저장 탄성률은 8 내지 15 MPa이다. 외곽층은 상기 중간층과 동일한 재료로 형성하였다. 상기 적층체에 약 110℃의 온도 및 약 2 기압의 압력으로 오토클레이브 공정을 수행하여 도 1의 구조의 광학 디바이스를 제작하였다. 실시예 1의 광학 디바이스에서 제 2 중간층 및 3 중간층의 두께는 각각 약 380μm였고, 중간층의 총 두께는 약 3,040μm였다.The first polarizer and the second polarizer are each PVA-based polarizers, and the light transmission axes of the first polarizer and the second polarizer are arranged to form an angle of approximately 90 degrees. A glass substrate having a thickness of approximately 3 mm, an area of (width x length = 300 mm x 300 mm), and a radius of curvature of approximately 2,470R was used as the first outer substrate. A glass substrate having a thickness of approximately 3 mm, an area of (width x length = 300 mm x 300 mm), and a radius of curvature of approximately 2,400R was used as the second outer substrate. The second intermediate layer and the third intermediate layer are each a single-layer TPU layer (Argotec) having a thickness of approximately 380 μm. The first intermediate layer and the fourth intermediate layer are each a laminate of three TPU layers (Argotec) having a thickness of approximately 380 μm. The above TPU layer (Argotec) has a coefficient of thermal expansion of 307 ppm/K and a storage modulus of 8 to 15 MPa. The outer layer was formed of the same material as the intermediate layer. An autoclave process was performed on the laminate at a temperature of about 110° C. and a pressure of about 2 atm to produce an optical device having the structure of FIG. 1. In the optical device of Example 1, the thicknesses of the second intermediate layer and the third intermediate layer were each about 380 μm, and the total thickness of the intermediate layers was about 3,040 μm.
비교예 1Comparative Example 1
제 1 중간층 및 제 4 중간층을 각각 두께가 약 380μm인 TPU층(Argotec社) 단층으로 변경하고, 제 1 중간층과 제 4 중간층을 각각 1층의 두께가 약 380μm인 TPU층(Argotec社) 3층의 적층체로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 공정을 수행하여 광학 디바이스를 제조하였다. 비교예 1의 광학 디바이스에서 중간층의 총 두께는 약 3,040μm였다.An optical device was manufactured by performing the same process as in Example 1, except that the first intermediate layer and the fourth intermediate layer were each changed to a single TPU layer (Argotec) having a thickness of approximately 380 μm, and that the first intermediate layer and the fourth intermediate layer were each changed to a laminate of three TPU layers (Argotec) having a thickness of approximately 380 μm per layer. In the optical device of Comparative Example 1, the total thickness of the intermediate layers was approximately 3,040 μm.
평가예 1. 빛 누설 관찰 Evaluation Example 1. Observation of light leakage
도 3은 실시예 및 비교예에서 제조된 광학 디바이스를 전압이 인가되지 않은 상태에서 촬영한 사진(올림푸스社, BX51-N33MB)이다. 도 3의 (a) 및 (b)는 각각 전압이 인가되지 않은 상태에서의 실시예 1 및 비교예 1의 이미지이고, 도 3의 (c) 및 (d)는 각각 50V 전압이 인가된 상태에서의 실시예 1 및 비교예 1의 이미지이다. 도 3의 (a) 및 (b)로부터, 실시예 1이 비교예 1에 비하여 전압이 인가되지 않은 상태에서 빛 누설이 적은 것을 관찰할 수 있다. FIG. 3 is a photograph (Olympus, BX51-N33MB) taken of optical devices manufactured in Examples and Comparative Examples under no voltage applied. FIG. 3 (a) and (b) are images of Example 1 and Comparative Example 1, respectively, under no voltage applied, and FIG. 3 (c) and (d) are images of Example 1 and Comparative Example 1, respectively, under a 50 V voltage applied. From FIG. 3 (a) and (b), it can be observed that Example 1 has less light leakage under no voltage applied than Comparative Example 1.
평가예 2. 전기광학특성 평가Evaluation Example 2. Evaluation of electro-optical characteristics
실시예 및 비교예에서 제조된 광학 디바이스에 대하여, 편각(polar angle) 60°에서 전방위(방위각 0° 내지 360°) 투과도를 측정하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. 투과도는 헤이즈미터(CA-2500, 코니카미놀타사제)를 이용하여 광학 디바이스에 전압이 인가되지 상태에서 측정되었다. 투과도는 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대한 평균 투과도이며, 상기 투과도가 낮을수록 빛 누설이 적은 것을 의미한다. 도 4에서 relative transmittance는 백라이트 광량을 100%로 보았을 때의 상대적인 투과도를 의미한다. 방위각 0°는 액정소자의 배향막의 러빙축과 평행한다. 실시예 1 및 비교예 1은 각각 방위각 110°에서 최대 투과도를 나타내었으며, 실시예 1은 방위각 110°에서 투과도가 5.51%이고, 비교예 1은 방위각 110°에서 투과도가 6.03%였다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1은 방위각 60°에서 투과도 차이가 가장 크게 나타났으며, 실시예 1은 방위각 60°에서 투과도가 3.17%였고, 비교예 1은 방위각 60°에서 투과도가 4.04%였다. For the optical devices manufactured in the examples and comparative examples, the omnidirectional (azimuth angle 0° to 360°) transmittance was measured at a polar angle of 60°, and the results are shown in Fig. 4. The transmittance was measured using a haze meter (CA-2500, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) in a state where no voltage was applied to the optical device. The transmittance is the average transmittance for light having a wavelength of 380 nm to 780 nm, and a lower transmittance means less light leakage. In Fig. 4, relative transmittance means the relative transmittance when the backlight amount is viewed as 100%. An azimuth angle of 0° is parallel to the rubbing axis of the alignment film of the liquid crystal element. Example 1 and Comparative Example 1 each exhibited the maximum transmittance at an azimuth of 110°, with Example 1 exhibiting a transmittance of 5.51% at an azimuth of 110° and Comparative Example 1 exhibiting a transmittance of 6.03% at an azimuth of 110°. In addition, Example 1 and Comparative Example 1 exhibited the greatest difference in transmittance at an azimuth of 60°, with Example 1 exhibiting a transmittance of 3.17% at an azimuth of 60° and Comparative Example 1 exhibiting a transmittance of 4.04% at an azimuth of 60°.
100a: 제 1 외곽 기판, 100b; 제 2 외곽 기판, 200a: 제 1 편광자, 200b: 제 2 편광자, 300a, 300b, 300c, 300d: 중간층, 400: 액정 소자, 500: 외곽층, 10a: 제 1 기재층, 10b: 제 1 전극층, 10c: 점착제층, 20a: 제 2 기재층, 20b: 제 2 전극층, 20c: 스페이서, 20d: 배향막100a: first outer substrate, 100b; second outer substrate, 200a: first polarizer, 200b: second polarizer, 300a, 300b, 300c, 300d: intermediate layer, 400: liquid crystal element, 500: outer layer, 10a: first substrate layer, 10b: first electrode layer, 10c: adhesive layer, 20a: second substrate layer, 20b: second electrode layer, 20c: spacer, 20d: alignment film
Claims (18)
상기 제 1 외곽 기판과 제 2 외곽 기판 사이에 위치하는 액정 소자;
제 1 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 제 1 편광자;
제 2 외곽 기판과 액정 소자 사이에 위치하는 제 2 편광자 및
상기 제 1 외곽 기판과 액정 소자의 사이, 및 상기 제 2 외곽 기판과 액정 소자의 사이에 각각 위치하는 적어도 하나 이상의 중간층을 포함하며,
제 1 편광자의 광 투과축과 제 2 편광자의 광 투과축은 서로 수직하며,
액정 소자는 제 1 기재층, 제 1 기재층의 내측에 형성되는 점착제층, 제 1 기재층과 대향 배치되는 제 2 기재층, 제 2 기재층의 내측에 형성된 스페이서 및 제 1 기재층과 제 2 기재층 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
제 1 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이 및 제 2 외곽 기판과 액정 소자 필름 사이에 존재하는 모든 중간층의 두께의 합은 1,520 ㎛ 이상이고,
상기 적어도 하나 이상의 중간층은 상기 제 1 편광자와 액정 소자 사이, 및 상기 제 2 편광자와 액정 소자 사이에 각각 위치하며, 두께가 380㎛ 이하인 중간층을 포함하는 광학 디바이스. A first outer substrate; a second outer substrate positioned opposite to the first outer substrate;
A liquid crystal element positioned between the first outer substrate and the second outer substrate;
A first polarizer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element;
A second polarizer positioned between the second outer substrate and the liquid crystal element; and
It comprises at least one intermediate layer positioned between the first outer substrate and the liquid crystal element, and between the second outer substrate and the liquid crystal element,
The optical transmission axis of the first polarizer and the optical transmission axis of the second polarizer are perpendicular to each other,
The liquid crystal element includes a first substrate layer, an adhesive layer formed on the inner side of the first substrate layer, a second substrate layer positioned opposite the first substrate layer, a spacer formed on the inner side of the second substrate layer, and a liquid crystal layer positioned between the first substrate layer and the second substrate layer.
The sum of the thicknesses of all intermediate layers existing between the first outer substrate and the liquid crystal element film and between the second outer substrate and the liquid crystal element film is 1,520 ㎛ or more,
An optical device comprising at least one intermediate layer positioned between the first polarizer and the liquid crystal element and between the second polarizer and the liquid crystal element, and having a thickness of 380 μm or less.
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