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TWI868650B - 液晶胞、光學元件及汽車 - Google Patents

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TWI868650B
TWI868650B TW112112363A TW112112363A TWI868650B TW I868650 B TWI868650 B TW I868650B TW 112112363 A TW112112363 A TW 112112363A TW 112112363 A TW112112363 A TW 112112363A TW I868650 B TWI868650 B TW I868650B
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柳正善
許斗寧
李範鎭
吳東炫
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南韓商Ｌｇ化學股份有限公司
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Abstract

本申請案是有關於一種液晶胞、一種光學元件及一種汽 車。本申請案的液晶胞及光學元件可恰當地維持液晶組件的胞間隙，在上部基板與下部基板之間具有極佳的黏著性，且解決由於在後電極製程中可能發生的分層而在外基板的結合製程期間可能發生的擠壓及液晶溢出問題。

Description

液晶胞、光學元件及汽車
本申請案是有關於一種液晶胞、一種光學元件及一種汽車。
本申請案主張基於日期為2022年3月30日的韓國專利申請案第10-2022-0039632號的優先權權益，所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
為達成使用撓性基板的液晶膜胞(liquid crystal film cell)的長期穩定性及大面積可擴展性(large-area scalability)，重要的是在上部基板與下部基板之間維持胞間隙(cell gap)，且在上部基板與下部基板之間賦予黏著力(adhesion force)。
在非專利文獻1中揭露一種技術，所述技術用於在一個基板上形成呈具有胞間隙高度的柱或壁形式的有機膜圖案，並使用黏著劑將其固定至相對的基板。然而，在此種技術中，黏著劑必須僅位於柱表面或壁表面上，但將黏著劑微壓印(micro stamping)於柱表面或壁表面上的技術具有高的製程難度；控制黏著劑厚度及面積頗為困難；當層疊上部基板及下部基板時，黏著劑將很有可 能被推出；並且存在黏著劑可能污染至配向膜(alignment film)或液晶中的風險。
[先前技術文獻]
[非專利文獻]
(非專利文獻1)「用於撓性液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)的兩個塑膠基板的緊密結合(Tight Bonding of Two Plastic Substrates for Flexible LCDs)」，《資訊顯示協會(Society for Information Display，SID)討論會文摘(Symposium Digest)》，38，第653-656頁(2007)
為在上部基板與下部基板之間維持液晶胞的胞間隙並確保貼附力(attachment force)，可考慮在下部基板上形成間隔件及配向膜，且在上部基板上形成具有液晶定向力及黏著力的壓敏黏著劑層，隨後進行層疊。然而，在液晶胞中，液晶填充於壓敏黏著劑層與間隔件之間，但由於在壓敏黏著劑層與間隔件之間的介面處的液晶污染，具有液晶的區與不具有任何液晶的區之間的黏著強度顯示出顯著的差異，且由於低黏著強度，在後電極製程(post-electrode process)中引起例如分層(delamination)等問題。另外，在將外基板結合至液晶胞的兩側的製程期間，可能會發生由於分層現象引起的擠壓(pressing)及由於介面處的殘留液晶引起的溢出現象(overflow phenomenon)以及類似缺陷。
本申請案的一目的是提供一種液晶胞、一種光學元件及一種汽車，所述液晶胞以及所述光學元件可恰當地維持液晶胞的胞間隙，在上部基板與下部基板之間具有極佳的黏著性(adhesion)，且解決由於在後電極製程中可能發生的分層而在外基板的結合製程期間可能發生的擠壓及液晶溢出問題。
除非另有說明，否則在本說明書中所提及的物理性質之中，當量測溫度影響結果時，相關物理性質是在室溫下量測的物理性質。用語室溫是無升溫(warming)或冷卻(cooling)的自然溫度，其通常是處於約10℃至30℃的範圍內的一個溫度，或者是為約23℃或約25℃左右的溫度。此外，在本說明書中，除非另有說明，否則溫度的單位是℃。除非另有說明，否則在本說明書中所提及的物理性質中，當量測壓力影響結果時，相關物理性質是在常壓(normal pressure)下量測的物理性質。用語常壓是無加壓(pressurization)或減壓(depressurization)的自然壓力，將約1個大氣壓(atmosphere，atm)左右稱作常壓。
本申請案是有關於一種液晶胞。圖1示例性地示出本申請案的液晶胞。所述液晶胞包括上部基板及下部基板，所述上部基板包括第一基層(10a)及壓敏黏著劑層(10c)，所述下部基板包括第二基層(20a)及間隔件(20c)，其中位於上部基板與下部基板之間的區可被劃分成包含液晶化合物(30)的液晶區(100)及不包含液晶化合物(30)的非液晶區(200a、200b)。
本申請案的液晶胞及光學元件可恰當地維持液晶胞的胞間隙，在上部基板與下部基板之間具有極佳的黏著性，且解決由於在後電極製程中可能發生的分層而在外基板的結合製程期間可能發生的擠壓及液晶溢出問題。
10a:第一基層
10b:第一電極層
10c:壓敏黏著劑層
20a:第二基層
20b:第二電極層
20c:間隔件
20d:配向膜
30:液晶化合物
100:液晶區
200、200a、200b:非液晶區
300、300a、300b、a、b、c、d:區
400、400a、400b:導電膠帶
W1、W2:寬度
圖1示例性地示出本申請案的液晶胞。
圖2示例性地示出本申請案的液晶胞。
圖3示例性地示出本申請案的液晶胞。
圖4示例性地示出本申請案的液晶胞。
圖5是藉由觀察實例1中在結合後由於分層引起的擠壓及溢出缺陷而獲得的影像。
圖6是藉由觀察比較例3中由於分層引起的擠壓及溢出缺陷而獲得的影像。
在下文中，藉由實例來具體闡述本申請案，但本申請案的範圍不受以下實例所限制。
非液晶區可充滿空氣。非液晶區可用作液晶胞的邊框部分(bezel part)。本申請案的液晶胞可藉由控制非液晶區的寬度來確保液晶胞的加工性(processability)，且可在外基板的結合製程期間控制缺陷。非液晶區的寬度(W1或W2)可為4毫米或大於 4毫米。由於在其中在上部基板與下部基板之間存在液晶的區中，上部基板與下部基板之間的黏著性不良，因此可能容易出現此種缺陷。根據本發明，藉由確保非液晶區的寬度處於預定範圍內或大於預定範圍，可確保液晶胞的上部基板與下部基板之間的恰當黏著性，藉此解決本發明的問題。非液晶區的寬度(W1或W2)可具體而言為5毫米或大於5毫米、6毫米或大於6毫米、7毫米或大於毫米、8毫米或大於8毫米、9毫米或大於9毫米、或10毫米或大於10毫米。當非液晶區的寬度(W1、W2)處於以上範圍內時，可解決由於在後電極製程期間可能發生的分層而在外基板的結合製程期間可能發生的液晶的擠壓及溢出缺陷。非液晶區的寬度(W1或W2)可為例如200毫米或小於200毫米、180毫米或小於180毫米、160毫米或小於160毫米、140毫米或小於140毫米、120毫米或小於120毫米、100毫米或小於100毫米、80毫米或小於80毫米、60毫米或小於60毫米、40毫米或小於40毫米、20毫米或小於20毫米、或15毫米或小於15毫米。
非液晶區的長度及液晶區的長度可實質上等於第二基層在縱向方向上的長度。在一個實例中，非液晶區的長度(L1)與液晶區的長度(L2)之間的差(L1-L2)可為例如10毫米或小於10毫米、5毫米或小於5毫米、3毫米或小於3毫米、或者1毫米或小於1毫米。
非液晶區可具有在第一方向上延伸的線形狀(line shape)。第一方向可為第一基層及/或第二基層的縱向(水平)方向。在本 說明書中，當第一基層及/或第二基層的平面具有多邊形形狀(polygonal shape)時，第一基層及/或第二基層的縱向方向可意指平行於構成多邊形的邊之中的最長邊的方向。當構成多邊形的所有邊的長度皆相同時，第一基層及/或第二基層的縱向方向可意指平行於構成多邊形的邊之中的任意邊的方向。在一個實例中，第一基層及/或第二基層的平面可具有四邊形形狀(quadrangular shape)，更具體而言可具有矩形形狀(rectangular shape)。在一個實例中，當第一基層及/或第二基層的平面是矩形時，第一方向可意指所述矩形的水平方向。
非液晶區可位於液晶區的側表面上。非液晶區可位於液晶區的兩個側表面上，或者可位於液晶區的一個側表面上。圖2及圖3各自示例性地示出自上方觀察的液晶胞的結構。亦即，圖2及圖3示例性地示出一種結構，在所述結構中，液晶胞被放置成使得下部基板觸碰底部，且由上部基板側觀察。
圖2示例性地示出其中非液晶區(200a、200b)位於液晶區(100)的兩個側表面上的液晶胞。如圖2中所示，非液晶區可位於液晶區的第一側表面及第二側表面上。當自頂部觀察液晶胞時，第一非液晶區(200a)、液晶區(100)及第二非液晶區(200b)可依序存在。在此種情況下，位於液晶區(100)的第一側表面上的非液晶區(200a)與位於液晶區(100)的第二側表面上的非液晶區(200b)可不彼此接觸。在此種情況下，位於液晶區(100)的第一側表面上的非液晶區(200a)與位於液晶區(100)的第二 側表面上的非液晶區(200b)可彼此平行。非液晶區(200a)的寬度及非液晶區(200b)的寬度可各自處於以上範圍內。在一個實例中，非液晶區(200a)與非液晶區(200b)可具有相同的寬度。
圖3示例性地示出其中非液晶區(200)位於液晶區(100)的一個側表面上的液晶胞。如圖3中所示，非液晶區可僅位於液晶區的任意一個側表面上。當自頂部觀察液晶胞時，液晶區(100)及非液晶區(200)可依序存在。
在上部基板與下部基板之間形成液晶區及非液晶區的方法並無特別限制，其中舉例而言，可使用一種在下部基板上在與液晶區對應的區中形成液晶層且在與非液晶區對應的區中不形成液晶層、且然後結合上部基板的方法。
液晶胞可在上部基板與下部基板交替地設置的狀態下進行層疊。舉例而言，如圖1中所示，其中僅存在上部基板及下部基板中的一者的區可存在於非液晶區的側表面上。在第一方向上延伸的導電膠帶(conductive tape)(400a、400b)可形成於基板中的任一者上。圖2示例性地示出分別位於液晶胞的兩端處的其中僅存在上部基板及下部基板中的任一者的區(300a)與其中僅存在上部基板及下部基板中的另一者的區(300b)。在此種情況下，位於液晶胞的端部處的其中僅存在上部基板的區可被稱為其中暴露出上部基板的區，且位於液晶胞的端部處的其中僅存在下部基板的區可被稱為其中暴露出下部基板的區。
圖1示例性地示出包括區300a與區300b二者的結構。 同時，圖3示例性地示出位於液晶胞的一端處的其中僅存在上部基板及下部基板中的一者的區(300)。在此種情形中，導電膠帶(400)可形成於區(300)上。導電膠帶可用於激勵液晶胞，以使得液晶胞可被均勻地驅動。舉例而言，導電膠帶的寬度可處於1毫米至200毫米的範圍內。
圖4示出液晶胞的液晶區域，藉此具體地示出液晶胞的配置。關於液晶胞的非液晶區以及其中暴露出上部基板的區及/或其中暴露出下部基板的區，與下文的第一基層、第一電極層、壓敏黏著劑層、第二基層、第二電極層、間隔件及配向膜相關的情況可同等適用。
如上所述，液晶胞的上部基板可包括第一基層(10a)，且下部基板可包括第二基層(20a)。
作為第一基層及第二基層，舉例而言，可使用例如玻璃膜、結晶或非晶矽膜或石英或氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)膜等無機膜、或者聚合物膜以及類似材料，並且就實施撓性組件而言，可使用聚合物膜。
在一個實例中，第一基層及第二基層中的每一者可為聚合物膜。作為聚合物膜，可使用以下材料，但並非僅限於此：三乙醯纖維素(triacetyl cellulose，TAC)；環烯烴共聚物(cyclo olefin copolymer，COP)，例如降冰片烯衍生物；聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methyl methacrylate)，PMMA)；聚碳酸酯(polycarbonate，PC)；聚乙烯(polyethylene，PE)；聚丙烯(polypropylene，PP)； 聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)；二乙醯纖維素(diacetyl cellulose，DAC)；聚丙烯酸酯(polyacrylate，PAC)；聚醚碸(poly ether sulfone，PES)；聚醚醚酮(polyetheretherketon，PEEK)；聚苯碸(polyphenylsulfone，PPS)；聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)；聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthatlate，PEN)；聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephtalate，PET)；聚醯亞胺(polyimide，PI)；聚碸(polysulfone，PSF)；聚芳酯(polyarylate，PAR)；或者非晶氟樹脂及類似材料。在第一基層及第二基層中，亦可根據需要存在由金、銀或矽化合物(例如二氧化矽或一氧化矽)形成的塗層或者例如減反射層等功能層。
第一基層及第二基層的厚度可各自為約10微米至約1,000微米。作為另一實例，第一基層及第二基層的厚度可各自為約20微米或大於20微米、40微米或大於40微米、60微米或大於60微米、80微米或大於80微米、100微米或大於100微米、120微米或大於120微米、140微米或大於140微米、160微米或大於160微米、或約180微米或大於180微米，且可為約900微米或小於900微米、800微米或小於800微米、700微米或小於700微米、600微米或小於600微米、500微米或小於500微米、或者約400微米或小於400微米。當第一基層及第二基層的厚度滿足以上範圍時，可有利於在藉由將液晶胞與外基板進行層疊來製造光學元件時減少例如褶皺等外觀缺陷。
在上部基板中，壓敏黏著劑層(10c)可存在於第一基層 (10a)的內側表面上。在本說明書中，液晶胞中所包括的構成的「內側表面」可意指面對液晶層(其中存在液晶化合物的層)的表面。
在一個實例中，壓敏黏著劑層在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下的儲存彈性模數(storage elastic modulus)可處於0.2百萬帕至10百萬帕的範圍內。具體而言，壓敏黏著劑層的儲存彈性模數可為0.3百萬帕或大於0.3百萬帕或0.5百萬帕或大於0.5百萬帕，且可為8百萬帕或小於8百萬帕、6百萬帕或小於6百萬帕、4百萬帕或小於4百萬帕、或2百萬帕或小於2百萬帕。在一個實例中，壓敏黏著劑層在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下的損耗彈性模數(loss elastic modulus)可處於0.5百萬帕至2百萬帕的範圍內。壓敏黏著劑層的損耗彈性模數可具體而言為0.6百萬帕或大於0.6百萬帕、0.7百萬帕或大於0.7百萬帕、或0.8百萬帕或大於0.8百萬帕，且可為1.8百萬帕或小於1.8百萬帕、1.6百萬帕或小於1.6百萬帕、1.4百萬帕或小於1.4百萬帕、或1.2百萬帕或小於1.2百萬帕。若液晶胞內部的壓敏黏著劑層的彈性模數過低，則可能難以維持液晶胞的胞間隙，且若液晶胞內部的壓敏黏著劑層的彈性模數過高，則可能難以賦予壓敏黏著劑效果，因此彈性模數可處於以上範圍內可為有利的。在一個實例中，壓敏黏著劑層的儲存彈性模數可具有較損耗彈性模數低的值。
壓敏黏著劑層可為光學透明的。對於可見光區(例如，為380奈米至780奈米的波長)，壓敏黏著劑層可具有為約80%或大 於80%、85%或大於85%、90%或大於90%、或者95%或大於95%的平均透射率。
壓敏黏著劑層可為液晶定向壓敏黏著劑層。壓敏黏著劑層可為例如垂直定向壓敏黏著劑層或水平定向壓敏黏著劑層。在本說明書中，「垂直定向壓敏黏著劑」可意指在對相鄰液晶化合物賦予垂直定向力的同時具有能夠結合上部基板與下部基板的貼附力的壓敏黏著劑。在本說明書中，「水平定向壓敏黏著劑」可意指在對相鄰液晶化合物賦予水平定向力的同時具有能夠結合上部基板與下部基板的貼附力的壓敏黏著劑。相鄰液晶化合物相對於垂直定向壓敏黏著劑的預傾角(pretilt angle)可處於為80度至90度、85度至90度或約87度至90度的範圍內，且相鄰液晶化合物相對於水平定向壓敏黏著劑的預傾角可處於為0度至10度、0度至5度或0度至3度的範圍內。
在本說明書中，預傾角可意指在未施加電壓的狀態下，由液晶化合物的指向矢(director)相對於與液晶定向壓敏黏著劑或配向膜水平的平面形成的角度。在本說明書中，液晶化合物的指向矢可意指液晶層的光軸(optical axis)或慢軸(slow axis)。作為另外一種選擇，當液晶化合物具有棒形狀時，液晶化合物的指向矢可意指長軸方向，且當液晶化合物具有盤形狀時，可意指平行於盤平面的法線方向的軸線。
壓敏黏著劑層的厚度可例如處於為3微米至15微米的範圍內。當壓敏黏著劑層的厚度處於以上範圍內時，可有利於在確保 上部基板與下部基板之間的貼附力的同時，將當用於製造液晶胞時壓敏黏著劑的例如擠壓或擁擠(crowding)等缺陷最小化。
作為壓敏黏著劑層，可適宜地使用在工業上被稱為所謂的光學透明黏著劑(optically clear adhesive，OCA)的各種類型的壓敏黏著劑。壓敏黏著劑可不同於在結合欲貼附對象之後固化的光學透明樹脂(optically clear resin，OCR)型黏著劑，乃因其是在結合欲貼附對象之前固化。作為壓敏黏著劑，舉例而言，可應用丙烯酸壓敏黏著劑、矽酮系壓敏黏著劑、環氧樹脂系壓敏黏著劑或胺基甲酸酯系壓敏黏著劑。
壓敏黏著劑層可包含壓敏黏著劑樹脂的固化產品。在一個實例中，壓敏黏著劑層可包含矽酮系壓敏黏著劑。矽酮系壓敏黏著劑可包含可固化矽酮化合物的固化產物作為壓敏黏著劑樹脂。
可固化矽酮化合物的類型並無特別限制，且舉例而言，可使用可熱固化矽酮化合物或紫外線固化矽酮化合物。可固化矽酮化合物可被稱為壓敏黏著劑樹脂。
在一個實例中，可固化矽酮化合物可為加成固化矽酮化合物(addition-curing silicone compound)。
具體而言，加成固化矽酮化合物可由(1)分子中含有二或更多個烯基的有機聚矽氧烷及(2)分子中含有二或更多個矽鍵合氫原子的有機聚矽氧烷來例舉，但並非僅限於此。此種矽酮化合物可例如在存在下文欲闡述的觸媒的情況下藉由加成反應而形成固化產物。
可用於本申請案中的(1)有機聚矽氧烷的更具體的實例可包括在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的甲基乙烯基聚矽氧烷、在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈兩端用二甲基乙烯基矽氧烷基團封端的二甲基聚矽氧烷、在分子鏈兩端用二甲基乙烯基矽氧烷基團封端的甲基乙烯基聚矽氧烷、在分子鏈兩端用二甲基乙烯基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈兩端用二甲基乙烯基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、包含由R1 2SiO2/2表示的矽氧烷單元及由R1 2R2SiO1/2表示的矽氧烷單元以及由SiO4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R1 2R2SiO1/2表示的矽氧烷單元及由SiO4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R1R2SiO2/2表示的矽氧烷單元及由R1SiO3/2表示的矽氧烷單元或由R2SiO3/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、以及前述材料中的二或更多者的混合物，但並非僅限於此。此處，R1是除烯基以外的烴基，具體而言為：烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基；芳烷基，例如苄基或苯乙基；鹵素取代烷基，例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基；以及類似基團。另外，此處，R2是烯基，其具體而言可為乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基以及類似基團。
可用於本申請案中的(2)有機聚矽氧烷的更具體的實例可包括在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的甲基氫聚矽氧烷、在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基氫共聚物、在分子鏈兩端用三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈兩端用二甲基氫矽氧烷基團封端的二甲基聚矽氧烷、在分子鏈兩端用二甲基氫矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈兩端用二甲基氫矽氧烷基團封端的甲基苯基聚矽氧烷、包含由R1 3SiO1/2表示的矽氧烷單元、由R1 2HSiO1/2表示的矽氧烷單元及由SiO4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R1 2HSiO1/2表示的矽氧烷單元及由SiO4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R1HSiO2/2表示的矽氧烷單元及由R1SiO3/2表示的矽氧烷單元或由HSiO3/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、以及前述材料中的二或更多者的混合物，但並非僅限於此。此處，R1是除烯基以外的烴基，其具體而言可為：烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基或庚基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基或萘基；芳烷基，例如苄基或苯乙基；鹵素取代烷基，例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基；以及類似基團。另外，此處，R2是烯基，其具體而言可為乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基或庚烯基以及類似基團。
在一個實例中，當壓敏黏著劑層是垂直定向壓敏黏著劑層時，壓敏黏著劑層可具有為16mN/m或小於16mN/m的表面能 (surface energy)。表面能的下限可為例如5mN/m或大於5mN/m。當壓敏黏著劑層是水平定向壓敏黏著劑層時，表面能可大於16mN/m。表面能的上限可為例如50mN/m或小於50mN/m。表面能可使用液滴形狀分析儀(drop shape analyzer，克呂士(KRUSS)的DSA100產品)進行量測。具體而言，將具有已知表面張力的去離子水滴加於壓敏黏著劑的表面上以獲得接觸角的製程被重複5次，藉此獲得所得五個接觸角值的平均值，且同樣地，將具有已知表面張力的二碘甲烷(diiodomethane)滴加於其上以獲得接觸角的製程被重複5次，藉此獲得所得五個接觸角值的平均值。然後，藉由使用所獲得的去離子水及二碘甲烷的接觸角的平均值、透過歐文斯-溫特-拉貝爾-卡爾貝爾方法(Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method)用數值(斯特羅姆(Strom)值)取代溶劑的表面張力獲得了表面能。樣品的表面能(γ面(γsurface))可藉由考量非極性分子之間的分散力及極性分子之間的相互作用力來計算(γ面=γ分散+γ極性(γsurface=γdispersion+γpolar))，其中表面能γ面中的極性項(polar term)(γ極性(γpolar))的比率可被定義為表面的極性(polarity)。
液晶胞的上部基板及下部基板可藉由壓敏黏著劑層進行貼附。具體而言，上部基板的壓敏黏著劑層與下部基板的間隔件可進行貼附。當在下部基板的間隔件上形成配向膜時，對應於配向膜的間隔件的區可貼附至上部基板的壓敏黏著劑層。
液晶區可被稱為主動區域(active area)。液晶區中的液晶 化合物可藉由施加電壓來切換定向狀態。作為液晶化合物，可使用能夠藉由施加外部作用而改變配向方向的液晶化合物。在本說明書中，用語「外部作用」可意指可能影響液晶層中所包含的材料的行為的所有外部因素，例如外部電壓或類似因素。因此，不具有任何外部作用的狀態可意指未施加外部電壓或類似因素的狀態。
可慮及本申請案的目的來適宜地選擇液晶化合物的類型及物理性質。在一個實例中，液晶化合物可為向列(nematic)液晶或層列(smectic)液晶。向列液晶可意指棒狀液晶分子在液晶分子的長軸方向上平行排列(儘管其位置不存在規則性)的液晶。層列液晶可意指棒狀液晶分子規則地排列以形成層狀結構且在長軸方向上規則地平行排列的液晶。根據本申請案的一個實例，液晶化合物可為向列液晶化合物。
作為向列液晶化合物，可選擇具有為例如約40℃或大於40℃、50℃或大於50℃、60℃或大於60℃、70℃或大於70℃、80℃或大於80℃、90℃或大於90℃、100℃或大於100℃、或者約110℃或大於110℃的清亮點(clearing point)者、或者具有處於以上範圍內的相變點(phase transition point)(即，向列相上向各向同性相的相變點)者。在一個實例中，清亮點或相變點可為約160℃或小於160℃、150℃或小於150℃、或者約140℃或小於140℃。
液晶化合物可為非反應性液晶化合物。非反應性液晶化合物可意指不具有可聚合基團的液晶化合物。可聚合基團可由丙烯醯基、丙烯醯氧基、甲基丙烯醯基、甲基丙烯醯氧基、羧基、羥 基、乙烯基或環氧基及類似基團來例舉，但並非僅限於此，且可包括稱為可聚合基團的官能基。
液晶化合物可具有為正數或負數的介電常數各向異性。可慮及本申請案的目的來適宜地選擇液晶化合物的介電常數各向異性的絕對值。用語「介電常數各向異性(△ε)」可意指液晶的水平介電常數(ε//)與垂直介電常數(ε⊥)之間的差(ε//-ε⊥)。在本說明書中，用語水平介電常數(ε//)意指在施加電壓使得液晶的指向矢與由所施加電壓產生的電場的方向實質上水平的狀態下，沿電場的方向量測的介電常數值，且垂直介電常數(ε⊥)意指在施加電壓使得液晶的指向矢與由所施加電壓產生的電場的方向實質上垂直的狀態下，沿電場的方向量測的介電常數值。液晶化合物的介電常數各向異性可處於5至25的範圍內。
可慮及本申請案的目的來適宜地選擇液晶化合物的折射率各向異性(△n)。在本說明書中，用語「折射率各向異性」可意指液晶化合物的超常折射率(extraordinary refractive index)(ne)與尋常折射率(ordinary refractive index)(no)之間的差(ne-no)。液晶化合物的折射率各向異性可為例如0.01至0.3。折射率各向異性可為0.01或大於0.01、0.05或大於0.05、或者0.07或大於0.07，且可為0.3或小於0.3、0.2或小於0.2、0.15或小於0.15、或者0.13或小於0.13。
液晶層(其中存在液晶化合物的層)可更包含二色性染料(dichroic dye)。當液晶層包含二色性染料時，即使液晶胞包括壓 敏黏著劑層，在外基板的結合製程期間，所述液晶層亦較少受到胞間隙波動的影響，使得存在用於確保液晶胞的結構穩定性及品質均勻性的中間層(intermediate layer)的厚度可做得相對薄的優點。
二色性染料可控制液晶層的透光率可變性質。在本說明書中，用語「染料」可意指能夠在可見光區內的範圍中的至少一部分或全部範圍內(例如，在400奈米至700奈米的波長範圍內)強烈地吸收光及/或使光變形的材料，且用語「二色性染料」可意指能夠在可見光區的範圍中的至少一部分或全部範圍內各向異性吸收光的材料。
包含液晶化合物及二色性染料的液晶層可為GHLC層(客體主體液晶層(guest host liquid crystal layer))。在本說明書中，「GHLC層(客體主體液晶層(guest host liquid crystal layer))」可意指如下功能層：二色性染料依據液晶化合物的排列而排列於一起，以分別相對於二色性染料的配向方向及垂直於配向方向的方向表現出各向異性光吸收特性。舉例而言，二色性染料是光的吸收率隨偏振方向變化的物質，其中若在長軸方向上偏振的光的吸收率大，則其可被稱為p型染料，且若在短軸方向上的偏振光的吸收率大，則其可被稱為n型染料。在一個實例中，當使用p型染料時，在染料的長軸方向上振動的偏振光可能被吸收，且在染料的短軸方向上振動的偏振光可能較少被吸收而被透射。在下文中，除非另外指明，否則二色性染料被假定為p型染料。
作為二色性染料，舉例而言，可選擇及使用已知具有能夠 藉由所謂的客體主體效應根據液晶化合物的定向狀態而配向的性質的已知染料。此種二色性染料的實例包括偶氮染料、蒽醌染料、次甲基染料、偶氮次甲基染料、部花青染料、萘醌染料、四嗪染料、伸苯基染料、四萘嵌苯染料(quarterrylene dye)、苯並噻二唑染料、二酮吡咯並吡咯染料、方酸菁染料(squaraine dye)或吡咯亞甲基染料及類似染料，但可應用於本申請案中的染料並非僅限於此。
二色性染料的二色性比率可為5或大於5、6或大於6、或者7或大於7，所述二色性比率即藉由將平行於二色性染料的長軸方向的偏振光的吸收率除以平行於與長軸方向垂直的方向的偏振光的吸收率而獲得的值。所述染料可在處於可見光區的波長範圍內(例如，處於約380奈米至700奈米或約400奈米至700奈米的波長範圍內)的波長中的至少一部分或者任一波長中滿足二色性比率。二色性比率的上限可為例如20或小於20、18或小於18、16或小於16、或者14或小於14左右。
可慮及本申請案的目的來適宜地選擇液晶層中的二色性染料的含量。舉例而言，液晶層中的二色性染料的含量可為0.2重量%或大於0.2重量%。二色性染料的含量具體而言可為0.5重量%或大於0.5重量%、1重量%或大於1重量%、2重量%或大於2重量%、或者3重量%或大於3重量%。二色性染料的含量的上限可為例如10重量%或小於10重量%、9重量%或小於9重量%、8重量%或小於8重量%、6重量%或小於6重量%、或者5重量%或小於5重量%。當液晶層中的二色性染料的含量過小時，可能難以 表現出所期望的透射率可變特性，且可能不足以減小中間層的厚度來減小在外基板的結合製程期間可能發生的胞間隙變化。同時，當液晶層中的二色性染料的含量過大時，存在沈澱的風險。因此，二色性染料的含量處於以上範圍內可為有利的。
液晶層的厚度並無特別限制，且舉例而言，液晶層的厚度可為約0.01微米或大於0.01微米、0.05微米或大於0.05微米、0.1微米或大於0.1微米、0.5微米或大於0.5微米、1微米或大於1微米、1.5微米或大於1.5微米、2微米或大於2微米、2.5微米或大於2.5微米、3微米或大於3微米、3.5微米或大於3.5微米、4微米或大於4微米、4.5微米或大於4.5微米、5微米或大於5微米、5.5微米或大於5.5微米、或者6微米或大於6微米。液晶層的厚度的上限並無特別限制，其可一般為約30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、或者15微米或小於15微米。液晶層的厚度可根據間隔件的高度來確定。
液晶層可在第一定向狀態與不同於第一定向狀態的第二定向狀態之間切換。所述切換可藉由施加外部能量(例如電壓)來控制。舉例而言，液晶層可在未施加電壓的狀態下維持處於第一定向狀態及第二定向狀態中的一者，且然後藉由施加電壓而切換至另一定向狀態。
在一個實例中，第一定向狀態可為扭曲定向狀態。亦即，液晶層可藉由施加外部能量而在扭曲定向與不同於扭曲定向的定向狀態之間切換。
在一個實例中，液晶層可在扭曲定向狀態與垂直定向狀態之間切換。在一個實例中，液晶層可在未施加電壓的狀態下處於垂直定向狀態，且可在施加電壓的狀態下處於扭曲定向狀態。
在本說明書中，「垂直定向狀態」是液晶層中的液晶化合物的指向矢實質上垂直於液晶層的平面進行排列的狀態，其中舉例而言，液晶化合物的指向矢相對於液晶層的平面而形成的角度可例如處於為約80度至100度或85度至95度的範圍內，或者可形成近似約90度。
在本說明書中，「扭曲定向狀態」可意指螺旋結構(spiral structure)，在所述螺旋結構中，液晶層中的液晶化合物的指向矢沿假想的螺旋軸線而扭曲以形成層並進行定向。扭曲定向狀態可在垂直定向狀態、水平定向狀態或斜置定向狀態(oblique orientational state)下實施。亦即，垂直扭曲定向模式是各別液晶化合物在垂直定向狀態下沿螺旋軸線而扭曲以形成層的狀態；水平扭曲定向模式是各別液晶化合物在水平定向狀態下沿螺旋軸線而扭曲以形成層的狀態；並且斜置扭曲定向模式是各別液晶化合物在斜置定向狀態下沿螺旋軸線而扭曲以形成層的狀態。根據本申請案，扭曲定向狀態可為水平定向狀態的扭曲定向狀態。
在扭曲定向狀態下，液晶層的厚度(d)對節距(pitch)(p)的比率(d/p)可為20或小於20，且下限可為0.5或大於0.5。當扭曲定向狀態下的厚度(d)對節距(p)的比率(d/p)處於以上範圍內時，即使在無任何偏振器的狀態下，光學元件亦可表現出 極佳的透光率可變特性。一般而言，當比率d/p為0.7或大於0.7且小於2.5時，此可被稱為超扭曲向列(super twisted nematic，STN)模式，且當比率d/p為2.5或大於2.5時，此可被稱為高度扭曲向列(highly twisted nematic，HTN)驅動模式。
液晶層的節距(p)可藉由使用楔形胞的量測方法來量測，且具體而言，可藉由在D.波多斯基(D.Podolskyy)等人的「使用「條紋-楔形」格朗讓-喀諾劈胞準確量測膽甾型節距的簡單方法(Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a“stripe-wedge”Grandjean-Cano cell)」(液晶(Liquid Crystals)，第35卷，第7期，2008年7月，789-791)中闡述的方法來量測。比率(d/p)可藉由向液晶層中引入適宜量的手性摻雜劑來達成。
液晶層可更包含手性摻雜劑(chiral dopant)。當液晶層包含手性劑(chiral agent)時，可實施扭曲定向狀態。若液晶層中所可包含的手性劑(或手性摻雜劑)可誘導所期望的旋轉(扭曲)而不使液晶性(例如，向列規則性)劣化，則可無特別限制地使用所述手性劑(或手性摻雜劑)。用於在液晶化合物中誘導旋轉的手性劑需要在分子結構中至少包括手性(chirality)。手性劑可由例如以下來例舉：具有一個或者二或更多個不對稱碳(asymmetric carbon)的化合物；在雜原子上具有不對稱點(asymmetric point)的化合物，例如手性胺或手性亞碸；或者具有軸向不對稱(axially asymmetric)及光學活性位點(optically active site)的化合物，例 如疊烯類(cumulene)或聯萘酚(binaphthol)。手性劑可為例如具有為1,500或小於1,500的分子量的低分子量化合物。作為手性劑，亦可使用可商業購得的手性向列液晶，例如可自默克有限公司(Merck Co.,Ltd.)商業購得的手性摻雜劑液晶S-811或者巴斯夫(BASF)的LC756。
手性摻雜劑的應用比率被選擇成使得可達成所期望的比率(d/p)。一般而言，手性摻雜劑的含量(重量%)可藉由方程式100/螺旋扭曲力(helical twisting power，HTP)×節距(p)(奈米)來計算。HTP代表手性摻雜劑的扭曲強度，其中可參照以上方法在慮及所期望節距的情況下確定手性摻雜劑的含量。
液晶胞的上部基板可更包括位於第一基層(10a)與壓敏黏著劑層(10c)之間的第一電極層(10b)。第一電極層(10b)可接觸第一基層(10a)的內側表面。壓敏黏著劑層(10c)可接觸第一電極層(10b)的內側表面。液晶胞的下部基板可更包括位於第二基層(20a)與間隔件(20c)之間的第二電極層(20b)。第二電極層(20b)可接觸第二基層(20a)的內側表面。間隔件(20c)可接觸第二電極層(20b)的內側表面。
第一電極層及第二電極層可用於提供外部作用(例如，電場)的施加，以使液晶層中所包含的材料透射或阻擋入射光。在一個實例中，第一電極層及/或第二電極層可包含導電聚合物、導電金屬、導電奈米線或例如氧化銦錫(ITO)等金屬氧化物以及類似材料，但並非僅限於此。第一電極層及/或第二電極層可藉由例如 沈積導電聚合物、導電金屬、導電奈米線或例如氧化銦錫(ITO)等金屬氧化物來形成。
液晶胞的下部基板可更包括配向膜(20d)。配向膜(20d)可存在於間隔件(20c)上。亦即，間隔件(20c)的頂表面部分及/或側表面部分可接觸配向膜。間隔件(20c)的下表面部分可接觸第二電極層(20b)。由於上部基板中所包括的壓敏黏著劑層可具有液晶定向，因此上部基板可不包括配向膜。亦即，在第一電極層(10b)的內側表面上可不包括配向膜。
在本說明書中，第一基層、第一電極層及壓敏黏著劑層的組合可被稱為上部基板，且第二基層、第二電極層、間隔件及配向膜的組合可被稱為下部基板。在液晶胞中，上部基板可能除壓敏黏著劑層以外不包括單獨的配向膜，且下部基板可包括配向膜。
配向膜與液晶層可彼此接觸。配向膜可為垂直配向膜或水平配向膜。在本說明書中，「水平配向膜」可意指包含向存在於相鄰液晶層中的液晶化合物賦予水平定向力的定向材料的層。在本說明書中，「垂直配向膜」可意指包含向存在於相鄰液晶層中的液晶化合物賦予垂直定向力的定向材料的層。相鄰液晶化合物可相對於垂直配向膜具有處於80度至90度、85度至90度或約87度至90度的範圍內的預傾角，且相鄰液晶化合物可相對於水平配向膜具有處於0度至10度、0度至5度或0度至3度的範圍內的預傾角。與壓敏黏著劑層不同，配向膜可能不具有用於結合上部基板與下部基板的黏著力。在一個實例中，在圖4所示液晶胞的狀 態下，配向膜可相對於第一基層具有接近零的剝離力。
配向膜可為摩擦配向膜(rubbing alignment film)或光配向膜(photo-alignment film)。配向膜的定向方向在摩擦配向膜的情形中可為摩擦方向，且在光配向膜的情形中可為欲照射的偏振光的方向，其中此種配向方向可藉由使用吸收型線性偏振器的偵測方法來確認。具體而言，藉由在液晶層中所包含的液晶化合物水平定向的狀態下在液晶層的一側上設置吸收型線性偏振器並且在以360度旋轉偏振器的同時量測透射率，可確認定向方向。當在以上狀態下用光照射液晶層的所述一側或吸收型線性偏振器且同時自另一側量測亮度(透射率)時，若吸收軸線或透射軸線與液晶配向膜的定向方向一致，則透射率趨於低，其中定向方向可藉由反映所施加的液晶化合物的折射率各向異性或類似性質的模擬(simulation)來確認。已知一種根據液晶層的模式來確認定向方向的方法，且在本申請案中，可藉由此種已知方法來確認配向膜的定向方向。
配向膜可包含選自由以下組成的群組的一或多者：已知藉由摩擦定向而表現出定向能力的材料，例如聚醯亞胺(polyimide)化合物、聚(乙烯醇)(poly(vinyl alcohol))化合物、聚(醯胺酸)(poly(amic acid))化合物、聚苯乙烯(polystyrene)化合物、聚醯胺(polyamide)化合物及聚氧乙烯(polyoxyethylene)化合物；或者已知藉由光照射表現出定向能力的材料，例如聚醯亞胺(polyimide)化合物、聚醯胺酸(polyamic acid)化合物、聚降冰 片烯(polynorbornene)化合物、苯基馬來醯亞胺共聚物(phenylmaleimide copolymer)化合物、聚乙烯基肉桂酸酯(polyvinylcinamate)化合物、聚偶氮苯(polyazobenzene)化合物、聚乙烯醯亞胺(polyethyleneimide)化合物、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)化合物、聚醯胺(polyamide)化合物、聚乙烯(polyethylene)化合物、聚苯乙烯(polystyrene)化合物、聚伸苯基鄰苯二甲醯胺(polyphenylenephthalamide)化合物、聚酯(polyester)化合物、氯甲基化聚醯亞胺(chloromethylated polyimide，CMPI)化合物、聚乙烯基肉桂酸酯(polyvinylcinnamate，PVCI)化合物及聚甲基丙烯酸甲酯化合物，但並非僅限於此。
間隔件(20c)可維持上部基板與下部基板之間的間隙。液晶層可存在於其中上部基板與下部基板之間不存在間隔件的區中。
間隔件可為圖案化間隔件。間隔件可具有柱形狀(column shape)或分隔壁形狀(partition wall shape)。分隔壁可將下部基板與上部基板之間的空間分隔成二或更多個空間。在其中不存在間隔件的區中，存在於下部部分中的其他膜或其他層可被暴露出。舉例而言，在其中不存在間隔件的區中，第二電極層可被暴露出。配向膜可覆蓋間隔件及在其中不存在間隔件的區中被暴露出的第二電極層。在其中上部基板與下部基板結合於一起的液晶胞中，存在於下部基板的間隔件上的配向膜與上部基板的壓敏黏著劑層可彼此接觸。
液晶化合物及上述添加劑(例如，二色性染料、手性劑及類似材料)可存在於上部基板與下部基板之間的其中不存在間隔件的區中。間隔件的形狀並無特別限制，其可無限制地應用，以具有例如圓形狀、橢圓形狀或其他多邊形形狀的多面體。
間隔件可包含可固化樹脂。可固化樹脂的類型並無特別限制，其中舉例而言，可使用熱固性樹脂或例如可紫外固化樹脂(ultraviolet curable resin)等光固化樹脂。作為熱固性樹脂，可使用例如矽酮樹脂、矽樹脂、弗蘭樹脂(fran resin)、聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、胺基樹脂、苯酚樹脂、脲樹脂、聚酯樹脂或三聚氰胺樹脂及類似材料，但並非僅限於此。作為可紫外固化樹脂，通常可使用丙烯酸聚合物，例如聚酯丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯丙烯酸酯聚合物、環氧丙烯酸酯聚合物、聚胺基甲酸酯丙烯酸酯聚合物或聚丁二烯丙烯酸酯聚合物、矽酮丙烯酸酯聚合物或烷基丙烯酸酯聚合物及類似材料，但並非僅限於此。
間隔件可藉由圖案化製程來形成。舉例而言，間隔件可藉由微影製程(photolithography process)來形成。微影製程可包括在基層或電極層上施加可固化樹脂組成物且然後藉由圖案遮罩用紫外射線對其進行照射的製程。圖案遮罩可被圖案化成紫外透射區及紫外阻擋區。微影製程可更包括清洗用紫外射線照射的可固化樹脂組成物的製程。用紫外射線照射的區被固化，且未用紫外射線照射的區保持處於液相，以使其藉由清洗(washing)過程被移除，由此其可被圖案化成分隔壁形狀。在微影製程中，可對圖案遮 罩實行離型處理(release treatment)，以便在紫外照射之後容易地分離樹脂組成物與圖案遮罩，或者亦可在由樹脂組成物形成的層與圖案遮罩之間放置離型紙(release paper)。
間隔件的寬度(線寬)、間距(節距)、高度(厚度)及面積可在不損害本申請案的目的的範圍內適宜地選擇。舉例而言，間隔件的寬度(線寬)可處於10微米至500微米的範圍內，或者可處於10微米至50微米的範圍內。間隔件的間距(節距)可處於10微米至1000微米的範圍內，或者可處於100微米至1000微米的範圍內。相對於第二基層的總面積的100%，間隔件的面積可為約5%或大於5%，且可為50%或小於50%。當間隔件的面積處於以上範圍內時，可有利於在充分確保上部基板與下部基板之間的貼附力的同時確保極佳的電光性質。間隔件的高度(厚度)的範圍可例如介於1微米至30微米或3微米至20微米。
本申請案是有關於一種光學元件。本申請案的光學元件可依序包括第一外基板、液晶胞及第二外基板。在此種情況下，液晶胞的上部基板可被設置成靠近於第一外基板，且液晶胞的下部基板可被設置成靠近於第二外基板。
第一外基板及第二外基板可各自獨立地為無機基板或聚合物基板。無機基板並無特別限制，且可使用眾所習知的無機基板。在一個實例中，具有極佳透光率的玻璃基板可用作所述無機基板。作為玻璃基板的實例，可使用鈉鈣玻璃基板、一般強化玻璃基板、硼矽酸鹽玻璃基板或無鹼玻璃基板及類似基板，但並非僅限於 此。作為聚合物基板，可使用以下材料，但並非僅限於此：纖維素膜，例如三乙醯纖維素(TAC)或二乙醯纖維素(DAC)；環烯烴共聚物(COP)膜，例如降冰片烯衍生物；丙烯酸膜，例如聚丙烯酸酯(PAC)或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；聚碳酸酯(PC)膜；聚烯烴膜，例如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚乙烯醇(PVA)膜；聚醯亞胺(PI)膜；碸系膜，例如聚碸(PSF)膜、聚苯碸(PPS)膜或聚醚碸(PES)膜；聚醚醚酮(PEEK)膜；聚醚醯亞胺(PEI)膜；聚酯系膜，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜；或者氟樹脂膜；以及類似材料。在第一外基板及第二外基板中的每一者中，亦可根據需要存在由金、銀或矽化合物(例如二氧化矽或一氧化矽)形成的塗層或者例如減反射層等功能層。
在一個實例中，第一外基板及/或第二外基板可為玻璃基板。第一外基板及/或第二外基板的面積可大於第一基層及/或第二基層的面積。
第一外基板及第二外基板中的每一者可具有為約0.3毫米或大於0.3毫米的厚度。在另一實例中，厚度可為約0.5毫米或大於0.5毫米、1毫米或大於1毫米、1.5毫米或大於1.5毫米、或者約2毫米或大於2毫米，且亦可為約10毫米或小於10毫米、9毫米或小於9毫米、8毫米或小於8毫米、7毫米或小於7毫米、6毫米或小於6毫米、5毫米或小於5毫米、4毫米或小於4毫米、或者約3毫米或小於3毫米。
第一外基板及第二外基板可為平的基板或者可為具有彎曲表面形狀的基板。舉例而言，第一外基板與第二外基板可同時為平的基板、同時具有彎曲表面形狀、或者任一者可為平的基板且另一者可為具有彎曲表面形狀的基板。另外，此處，在同時具有彎曲表面形狀的情形中，相應的曲率或曲率半徑可相同或不同。在本說明書中，曲率或曲率半徑可以工業上已知的方式來量測，且例如可使用例如二維(two-dimensional，2D)輪廓雷射感測器(profile laser sensor)、色象共焦線感測器(chromatic confocal line sensor)或三維(three-dimensional，3D)量測共焦顯微鏡(measuring confocal microscopy)等非接觸式裝置來量測。使用此種裝置量測曲率或曲率半徑的方法是已知的。
在一個實例中，第一外基板及第二外基板中的每一者可為雙彎曲表面基板(double-curved surface substrate)。在例如減壓、加壓或高壓等製程條件下實行下文欲闡述的熱壓反應製程(autoclave process)，但由於外基板的雙彎曲表面，可能出現不均勻的應力，且尤其，在減壓條件下，當上部基板與下部基板具有低的黏著性時，可能出現分層。由分層引起的液晶流動可能導致擠壓及溢出缺陷。尤其，缺陷可能容易出現於其中在上部基板與下部基板之間存在液晶的區中，此乃因所述區具有較不良的黏著性。然而，根據本發明，藉由確保非液晶區的寬度處於預定範圍內或大於預定範圍，可解決以上缺陷。
光學元件可更包括位於第一外基板與液晶胞之間以及第 二外基板與液晶胞之間的至少一或多個黏著劑層。
在一個實例中，光學元件可更包括位於第一外基板與液晶胞之間的第一黏著劑層以及位於第二外基板與液晶胞之間的第二黏著劑層。第一黏著劑層的一個表面可直接接觸第一外基板，且另一表面可直接接觸液晶胞。第二黏著劑層的一個表面可直接接觸第二外基板，且另一表面可直接接觸液晶胞。在本說明書中，A直接接觸B的情況可意指A與B直接接觸而在A與B之間不存在任何中間物的狀態。
在一個實例中，光學元件可更包括位於第一外基板與液晶胞之間以及第二外基板與液晶胞之間的至少一或多個中間層。中間層可為例如偏振器。在一個實例中，光學元件可包括位於第一外基板與液晶胞之間的第一偏振器，且可包括位於第二外基板與液晶胞之間的第二偏振器。當光學元件更包括第一偏振器及第二偏振器時，所述光學元件可更包括位於第一外基板與第一偏振器之間的第一黏著劑層、位於第一偏振器與液晶胞之間的第二黏著劑層、位於液晶胞與第二偏振器之間的第三黏著劑層、以及位於第二偏振器與第二外基板之間的第四黏著劑層。在此種情況下，第一黏著劑層的一個表面可直接接觸第一外基板，且另一表面可直接接觸第一偏振器。第二黏著劑層的一個表面可直接接觸第一偏振器，且另一表面可直接接觸液晶胞。第三黏著劑層的一個表面可直接接觸液晶胞，且另一表面可直接接觸第二偏振器。第四黏著劑層的一個表面可直接接觸第二偏振器，且另一表面可直接接觸第二 外基板。
在本說明書中，用語偏振器意指具有偏振功能的膜、片材或組件。偏振器是能夠自在多個方向上振動的入射光提取在一個方向上振動的光的功能組件。
第一偏振器及第二偏振器可各自為吸收型偏振器或反射型偏振器。在本說明書中，吸收型偏振器意指相對於入射光顯示出選擇性透射及吸收特性的組件。吸收型偏振器可透射例如來自在多個方向上振動的入射光的在任一方向上振動的光，且可吸收在其他方向上振動的光。在本說明書中，反射型偏振器意指相對於入射光顯示出選擇性透射及反射特性的組件。反射型偏振器可透射例如來自在多個方向上振動的入射光的在任一方向上振動的光，且可反射在其他方向上振動的光。根據本申請案的一個實例，偏振器可為吸收型偏振器。
第一偏振器及第二偏振器中的每一者可為線性偏振器。在本說明書中，線性偏振器意指其中選擇性透射的光是在任一方向上振動的線性偏振光且選擇性吸收或反射的光是在垂直於線性偏振光的振動方向的方向上振動的線性偏振光的情形。在吸收型線性偏振器的情形中，光透射軸線與光吸收軸線可彼此垂直。在反射型線性偏振器的情形中，光透射軸線與光反射軸線可彼此垂直。
在一個實例中，第一偏振器及第二偏振器可各自為用碘或各向異性染料染色的拉伸聚合物膜。作為拉伸聚合物膜，可例舉PVA(聚(乙烯醇))拉伸膜。在另一實例中，第一偏振器及第二偏 振器中的每一者可為客體-主體型偏振器(guest-host type polarizer)，在客體-主體型偏振器中，在定向狀態下聚合的液晶是主體，且根據液晶的定向進行排列的各向異性染料是客體。在另一實例中，第一偏振器及第二偏振器可各自為熱致液晶膜(thermotropic liquid crystal film)或溶致液晶膜(lyotropic liquid crystal film)。
保護膜、減反射膜、延遲膜、壓敏黏著劑層、黏著劑層、表面處理層及類似層可分別另外形成於第一偏振器及第二偏振器的一側或兩側上。作為保護膜的材料，舉例而言，可使用具有極佳的透明度、機械強度、熱穩定性、水分障壁性質或各向同性性質以及類似性質的熱塑性樹脂。此種樹脂的實例可由以下來例舉：纖維素樹脂，例如三乙醯纖維素(TAC)；聚酯樹脂；聚醚碸樹脂；聚碸樹脂；聚碳酸酯樹脂；聚醯胺樹脂；聚醯亞胺樹脂；聚烯烴樹脂；(甲基)丙烯酸樹脂；環狀聚烯烴樹脂，例如降冰片烯樹脂；聚芳酯樹脂；聚苯乙烯樹脂；聚乙烯醇樹脂；或者其混合物；以及類似材料。延遲膜可為例如1/4波板(wave plate)或1/2波板。對於具有為550奈米的波長的光，1/4波板可具有處於約100奈米至180奈米的範圍內、或100奈米至150奈米的範圍內的面內延遲值。對於具有為550奈米的波長的光，1/2波板可具有處於約200奈米至300奈米或250奈米至300奈米的範圍內的面內延遲值。延遲膜可為例如拉伸聚合物膜或液晶聚合膜。
第一偏振器及第二偏振器可各自對於波長為550奈米的 光具有處於40%至50%的範圍內的透射率。透射率可意指偏振器對於波長為550奈米的光的單一透射率。可使用例如光譜儀(V7100，由佳司科(Jasco)製造)來量測偏振器的單一透射率。舉例而言，在其中將偏振器樣品(無上部保護膜及下部保護膜)安裝於元件上的狀態下將空氣設定為基線(base line)，且在其中偏振器樣品的軸線與參考偏振器的軸線在垂直方向上及水平方向上對準的狀態下量測每一透射率之後，可計算出單一透射率。
當第一中間層及第二中間層分別包括第一偏振器及第二偏振器時，第一偏振器的光透射軸線與第二偏振器的光透射軸線可彼此垂直。具體而言，由第一偏振器的光透射軸線與第二偏振器的光透射軸線形成的角度可處於80度至100度或85度至95度的範圍內。在此種情況下，位於第一中間層與液晶胞之間的第二黏著劑層的厚度以及位於第二中間層與液晶胞之間的第三黏著劑層的厚度可各自為380微米或小於380微米。當第一偏振器的光透射軸線與第二偏振器的光透射軸線彼此垂直時，端視第一偏振器與第二偏振器之間的分離距離而定，可能發生漏光(light leakage)，但是藉由將第二黏著劑層及第三黏著劑層的厚度設定於以上範圍內，第一偏振器與第二偏振器之間的分離距離被最小化，以使得可在減少漏光的同時確保液晶胞的結構安全性。第二黏著劑層及第三黏著劑層的厚度的下限可各自為10微米或大於10微米。
在一個實例中，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層的儲存彈性模數可各自高於液晶胞中所包 括的壓敏黏著劑層的儲存彈性模數。另外，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層的損耗彈性模數可各自高於液晶胞中所包括的壓敏黏著劑層的損耗彈性模數。當第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層的儲存彈性模數或損耗彈性模數高於壓敏黏著劑層的儲存彈性模數或損耗彈性模數時，即使在耐久性條件下亦可減少外觀缺陷。
在一個實例中，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層亦可在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下具有處於1百萬帕至100百萬帕的範圍內的儲存彈性模數。儲存彈性模數可具體而言為3百萬帕或大於3百萬帕，且可為80百萬帕或小於80百萬帕、60百萬帕或小於60百萬帕、40百萬帕或小於40百萬帕、20百萬帕或小於20百萬帕、或10百萬帕或小於10百萬帕。在一個實例中，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層可各自在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下具有處於1百萬帕至100百萬帕的範圍內的損耗彈性模數。損耗彈性模數可具體而言為1百萬帕或大於1百萬帕，且可為80百萬帕或小於80百萬帕、60百萬帕或小於60百萬帕、40百萬帕或小於40百萬帕、20百萬帕或小於20百萬帕、或10百萬帕或小於10百萬帕。第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層的儲存彈性模數可各自具有較損耗彈性模數高的值。
作為一個實例，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層可具有處於為0.1百萬帕至100百萬帕的 範圍內的楊氏模數(E)。作為另一實例，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層的楊氏模數(E)可為0.2百萬帕或大於0.2百萬帕、0.4百萬帕或大於0.4百萬帕、0.6百萬帕或大於0.6百萬帕、0.8百萬帕或大於0.8百萬帕、1百萬帕或大於1百萬帕、5百萬帕或大於5百萬帕、或者約10百萬帕或大於10百萬帕，且可為約95百萬帕或小於95百萬帕、80百萬帕或小於80百萬帕、75百萬帕或小於75百萬帕、70百萬帕或小於70百萬帕、65百萬帕或小於65百萬帕、60百萬帕或小於60百萬帕、55百萬帕或小於55百萬帕、或者約50百萬帕或小於50百萬帕。舉例而言，楊氏模數(E)可以美國材料試驗協會(American Society for Testing Materials，ASTM)D882中所規定的方式進行量測，且可使用例如萬能試驗機(universal testing machine，UTM)等可以由相關標準提供的形式切割膜並量測應力-應變曲線(stress-strain curve)(可同時量測力與長度)的設備進行量測。當光學元件中所包括的黏著劑層的楊氏模數處於以上範圍內時，可更有利於確保光學元件的極佳耐久性。當黏著劑層是由至少二或更多個子黏著劑層形成的層疊體時，子黏著劑層中的每一者可滿足以上楊氏模數範圍。
作為一個實例，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層可各自具有為2,000ppm/K或小於2,000ppm/K的熱膨脹係數。在另一實例中，熱膨脹係數可為約1,900ppm/K或小於1,900ppm/K、1,700ppm/K或小於1,700ppm/K、 1,600ppm/K或小於1,600ppm/K、或者約1,500ppm/K或小於1,500ppm/K，或可為約10ppm/K或大於10ppm/K、20ppm/K或大於20ppm/K、30ppm/K或大於30ppm/K、40ppm/K或大於40ppm/K、50ppm/K或大於50ppm/K、60ppm/K或大於60ppm/K、70ppm/K或大於70ppm/K、80ppm/K或大於80ppm/K、90ppm/K或大於90ppm/K、100ppm/K或大於100ppm/K、200ppm/K或大於200ppm/K、300ppm/K或大於300ppm/K、400ppm/K或大於400ppm/K、500ppm/K或大於500ppm/K、600ppm/K或大於600ppm/K、700ppm/K或大於700ppm/K、或者約800ppm/K或大於800ppm/K。黏著劑層的熱膨脹係數可例如根據ASTM D696的規定來量測，其中熱膨脹係數可藉由以由相關標準提供的形式對其進行切割並量測每單位溫度的長度變化來計算，且可藉由例如熱機械分析(thermo-mechanic analysis，TMA)等已知方法來量測。當光學元件中所包括的黏著劑層的熱膨脹係數處於以上範圍內時，可更有利於確保光學元件的極佳耐久性。當中間層是由至少二或更多個子黏著劑層形成的層疊體時，每一子黏著劑層可滿足熱膨脹係數的所述範圍。
第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層可各自為熱塑性聚胺基甲酸酯(thermoplastic polyurethane，TPU)黏著劑層、聚醯胺黏著劑層、聚酯黏著劑層、乙烯乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate，EVA)黏著劑層、丙烯酸黏著劑層、矽酮黏著劑層或聚烯烴黏著劑層。根據本申請案的一個 實例，第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及第四黏著劑層可各自為熱塑性聚胺基甲酸酯黏著劑層。
作為一個實例，光學元件中所包括的黏著劑層的總厚度之和可為200微米或大於200微米。黏著劑層的總厚度之和可意指光學元件中所包括的所有黏著劑層的厚度之和。作為一個實例，當光學元件包括第一黏著劑層及第二黏著劑層時，黏著劑層的總厚度之和可意指各黏著劑層的厚度之和。在另一實例中，當光學元件包括第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及第四黏著劑層時，黏著劑層的總厚度之和可意指各黏著劑的厚度之和。當黏著劑層的總厚度處於以上範圍內時，可藉由使外基板的結合製程中的缺陷最小化來確保光學元件的結構穩定性及均勻外觀特性。黏著劑層的總厚度之和可具體而言為500微米或大於500微米、1,000微米或大於1,000微米、1,500微米或大於1,500微米、或2,000微米或大於2,000微米。黏著劑層的總厚度之和可為例如約6,000微米或小於6,000微米、5,000微米或小於5,000微米、4,000微米或小於4,000微米、或3,000微米或小於3,000微米。若黏著劑層的總厚度過厚，則光學元件的電光性質(例如透射特性)可能劣化，因此總厚度處於以上範圍內可為有利的。
第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及/或第四黏著劑層中的每一者可具有由一個黏著劑層形成的單層結構，或者可為由二或更多個子黏著劑層形成的層疊體。子黏著劑層的厚度及數目可慮及中間層的所期望厚度來控制。在一個實例中，具有 單層結構或子中間層的一個黏著劑層的厚度可處於100微米至500微米的範圍內，或者可處於300微米至400微米的範圍內。
光學元件可更包括環繞液晶胞的側表面的外層。在所述光學元件中，液晶胞的頂部面積可小於第一外基板或第二外基板的頂部面積。此外，液晶胞的頂部面積可小於光學元件中所包括的第一黏著劑層至第四黏著劑層的頂部面積。此外，液晶胞的頂部面積可小於光學元件中所包括的第一中間層至第二中間層的頂部面積。
在一個實例中，液晶胞可由第一黏著劑層至第四黏著劑層及外層包封。在本申請案中，用語包封可意指利用黏著劑層及外層來覆蓋液晶胞的整個表面。端視所期望的結構而定，舉例而言，可藉由對層疊體進行壓縮的方法來實施包封結構，所述層疊體依序包括第一外基板、第一黏著劑層、第一偏振器、第二黏著劑層、液晶胞、第三黏著劑層、第二偏振器、第四黏著劑層及第二外基板，且包括在真空狀態下環繞液晶胞的側表面的外層。光學元件的耐久性及耐候性因此種包封結構而大幅改善，且因此，其可穩定地應用於戶外應用(例如天窗)。
外層可包含例如熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)黏著劑、聚醯胺黏著劑、聚酯黏著劑、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)黏著劑、丙烯酸黏著劑、矽酮黏著劑或聚烯烴黏著劑。在一個實例中，外層可由與第一黏著劑層至第四黏著劑層的材料相同的材料形成。至於外層的物理性質，在第一黏著劑層及第二黏著劑層中闡述的物理性 質可同等適用。
本申請案亦是有關於一種用於製造光學元件的方法。
在一個實例中，當光學元件不包括作為中間層的偏振器時，光學元件的製造方法可包括以下步驟：製備層疊體，所述層疊體依序包括第一外基板、第一黏著劑層、液晶胞、第二黏著劑層及第二外基板，且包括環繞液晶胞的側表面的外層；以及對層疊體實行熱壓反應處理。
在另一實例中，當光學元件包括第一偏振器及第二偏振器作為中間層時，光學元件的製造方法可包括以下步驟：製備層疊體，所述層疊體依序包括第一外基板、第一黏著劑層、第一偏振器、第二黏著劑層、液晶胞、第三黏著劑層、第二偏振器、第四黏著劑層及第二外基板，且包括環繞液晶胞的側表面的外基板；以及對層疊體實行熱壓反應處理。
除非在光學元件的製造方法中另外指明，否則光學元件中所闡述的內容可同等適用。
當光學元件更包括除液晶胞及偏振器以外的其他組件時，層疊體可更在所期望位置處包括除液晶胞及偏振器以外的其他組件。
熱壓反應製程可藉由對在層疊步驟後形成的層疊體進行加熱及/或加壓來實行。
熱壓反應製程的條件並無特別限制，且其可例如依據所施加中間層的類型而在適宜的溫度及壓力下實行。典型熱壓反應 製程的溫度為約80℃或大於80℃、90℃或大於90℃、100℃或大於100℃，且壓力為2個大氣壓(atmosphere，atm)或大於2個大氣壓，但並非僅限於此。製程溫度的上限可為約200℃或小於200℃、190℃或小於190℃、180℃或小於180℃、或者170℃或小於170℃左右，且製程壓力的上限可為約10個大氣壓或小於10個大氣壓、9個大氣壓或小於9個大氣壓、8個大氣壓或小於8個大氣壓、7個大氣壓或小於7個大氣壓、或者6個大氣壓或小於6個大氣壓左右。
此種光學元件可用於各種應用，且舉例而言，可用於例如太陽鏡或擴增實境(augmented reality，AR)或虛擬實境(virtual reality，VR)眼鏡等眼鏡(eyewear)、建築物的外牆或用於車輛的天窗以及類似應用。在一個實例中，光學元件本身可為用於車輛的天窗。舉例而言，在包括其中形成有至少一個開口的車身的汽車中，可安裝及使用貼附至所述開口的光學元件或用於車輛的天窗。
實例1.
作為第一基層，製備出了具有為約100微米的厚度及為900毫米×600毫米的寬度×高度面積的聚碳酸酯膜(惠和(Keiwa))。藉由在第一基層上沈積ITO(氧化銦錫)至為50奈米的厚度而形成了第一電極層。將壓敏黏著劑組成物(KR-3700，信越(Shin-Etsu))棒塗於第一電極層上，且然後在約150℃下乾燥了約5分鐘以形成具有為約10微米的厚度的壓敏黏著劑層。壓敏黏著劑層在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下的儲存彈性模數為約754,500帕，且 在為25℃的溫度及為1赫茲的頻率下的損耗彈性模數為約906,687帕。第一基層、第一電極層及壓敏黏著劑層的組合被稱為上部基板。
作為第二基層，製備出了具有為約100微米的厚度及為900毫米×600毫米的寬度×高度面積的聚碳酸酯膜(惠和)。藉由在第二基層上沈積ITO(氧化銦錫)至為50奈米的厚度而形成了第二電極層。將丙烯酸樹脂組成物(KAD-03，米紐塔科技(Minutatec))塗佈於第二電極層上，且然後藉由微影方法形成了蜂巢式間隔件(honeycomb spacer)。構成蜂巢的正六邊形(閉合的島形狀)具有為約350微米的節距、為約6微米的高度及為約30微米的線寬。在間隔件上塗佈垂直配向膜(日產(Nissan)，5661)至為約300奈米的厚度，且然後在一個方向上進行了摩擦。第二基層、第二電極層、間隔件及垂直配向膜的組合被稱為下部基板。
藉由在下部基板的垂直配向膜上塗佈液晶組成物而形成了具有為560毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的兩個側邊緣的寬度各自為20毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的中心處的液晶區的寬度為560毫米，在液晶區的兩個側表面上位於上部基板與下部基板之間的非液晶區的寬度各自為10毫米，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為 10毫米。由具有為約4毫米至6毫米的寬度的織物碳材料(fabric carbon material)製成的電極膠帶貼附至位於液晶胞的兩端處的其中暴露出上部基板的區及其中暴露出下部基板的區中的每一者。
非液晶區在下部基板(第二基層)的縱向方向上延伸，非液晶區位於液晶區的兩側上，且位於兩側上的非液晶區彼此平行。所述液晶組成物包含液晶化合物(捷恩智(JNC)，SHN-5011XX)及手性摻雜劑(和成化學(Hecheng Chemicals，HCCH)，S811)，且液晶層的節距(p)為約20微米。液晶胞是處於初始垂直定向狀態的反扭曲向列(reverse twisted nematic，RTN)模式液晶胞。
實例2.
以與實例1中相同的方式製造出了上部基板及下部基板。接下來，將液晶組成物塗佈於下部基板的垂直配向膜上，以形成具有為570毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的兩個側邊緣的寬度各自為15毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的中心處的液晶區的寬度為570毫米，在液晶區的兩側上位於上部基板與下部基板之間的非液晶區的寬度各自為5毫米，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為10毫米。除以上情況以外，以與實例1中相同的方式製造出了液晶胞。非液晶區在下部基板(第二基層)的縱向方向上延伸，非液晶區位於 液晶區的兩側上，且位於兩側上的非液晶區彼此平行。所述液晶組成物包含液晶化合物(捷恩智，SHN-5011XX)及手性摻雜劑(HCCH，S811)，且液晶層的節距(p)為約20微米。液晶胞是處於初始垂直定向狀態的RTN模式液晶胞。
實例3.
以與實例1中相同的方式製造出了上部基板及下部基板。接下來，將液晶組成物塗佈於下部基板的垂直配向膜上，以形成具有為580毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的一個側邊緣的寬度為20毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的液晶區的寬度為580毫米，在液晶區的一側上位於上部基板與下部基板之間的非液晶區的寬度為10毫米，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為10毫米。非液晶區在下部基板的縱向方向上延伸，且非液晶區位於液晶區的一側上。所述液晶組成物包含液晶化合物(捷恩智，SHN-5011XX)及手性摻雜劑(HCCH，S811)，且液晶層的節距(p)為約20微米。液晶胞是處於初始垂直定向狀態的RTN模式液晶胞。
實例4
以與實例1中相同的方式製造出了上部基板及下部基板。將液晶組成物塗佈於下部基板的垂直配向膜上，以形成具有為180 毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的兩個側邊緣的寬度各自為210毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的中心處的液晶區的寬度為180毫米，在液晶區的兩側上位於上部基板與下部基板之間的非液晶區的寬度各自為200毫米，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為10毫米。除以上情況以外，以與實例1中相同的方式製造出了液晶胞。非液晶區在下部基板(第二基層)的縱向方向上延伸，非液晶區位於液晶區的兩側上，且位於兩側上的非液晶區彼此平行。所述液晶組成物包含液晶化合物(捷恩智，SHN-5011XX)及手性摻雜劑(HCCH，S811)，且液晶層的節距(p)為約20微米。液晶胞是處於初始垂直定向狀態的RTN模式液晶胞。
比較例1.
以與實例1中相同的方式製造出了上部基板及下部基板。接下來，將液晶組成物塗佈於下部基板的垂直配向膜上，以形成具有為576毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的兩個側邊緣的寬度各自為12毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的中心處的液晶區的寬度為576 毫米，在液晶區的兩側上位於上部基板與下部基板之間的非液晶區的寬度各自為2毫米，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為10毫米。非液晶區在下部基板的縱向方向上延伸，非液晶區位於液晶區的兩側上，且位於兩側上的非液晶區彼此平行。所述液晶組成物包含液晶化合物(捷恩智，SHN-5011XX)及手性摻雜劑(HCCH，S811)，且液晶層的節距(p)為約20微米。液晶胞是處於初始垂直定向狀態的RTN模式液晶胞。
比較例2.
以與實例1中相同的方式製造出了上部基板及下部基板。接下來，將液晶組成物塗佈於下部基板的垂直配向膜上，以形成具有為580毫米的寬度(在垂直方向上的長度)的液晶層。下部基板的未塗佈任何液晶組成物的兩個側邊緣的寬度各自為10毫米。接下來，藉由將上部基板的壓敏黏著劑層層疊成面對液晶層而製造出了液晶胞。在此種情況下，當上部基板與下部基板交替地層疊時，位於上部基板與下部基板之間的中心處的液晶區的寬度為580毫米，在上部基板與下部基板之間未形成非液晶區，且位於液晶胞的兩端處的其中僅暴露出上部基板的區及其中僅暴露出下部基板的區的寬度各自為10毫米。除以上情況以外，以與實例1中相同的方式製造出了液晶胞。
實例5.
製備出了層疊體，所述層疊體依序包括第一外基板、第一 黏著劑層、第一偏振器、第二黏著劑層、實例1的液晶胞、第三黏著劑層、第二偏振器、第四黏著劑層及第二外基板，且包括環繞液晶胞的側表面的外層。在此種情況下，所述層疊體被層疊成使得：液晶胞的第一基層被設置成靠近於第一外基板，且液晶胞的第二基層被設置成靠近於第二外基板。相較於第一外基板而言，第二外基板設置於重力方向上。
第一偏振器及第二偏振器各自為PVA系偏振器，且被設置成使得第一偏振器的光透射軸線與第二偏振器的光透射軸線形成約90度。作為第一外基板及第二外基板中的每一者，使用了具有為約3毫米的厚度及為寬度×長度=1100毫米×800毫米的面積的雙曲玻璃(double-curved glass)。作為第一黏著劑層、第二黏著劑層、第三黏著劑層及第四黏著劑層中的每一者，使用了具有為約380微米的厚度的TPU層(阿古泰克(Argotec))。作為外層，使用了具有為380微米的厚度的TPU層(阿古泰克)。TPU層(阿古泰克)在25℃及1赫茲下的儲存彈性模數為3,357,730帕，且在25℃及1赫茲下的損耗彈性模數為1,485,510帕。藉由在為約110℃的溫度及為約2個大氣壓的壓力下對層疊體實行熱壓反應製程而製造出了光學元件。
實例6.
除使用實例2中所製造的液晶胞來代替實例1中所製造的液晶胞以外，以與實例5中相同的方法製造出了光學元件。
實例7.
除使用實例3中所製造的液晶胞來代替實例1中所製造的液晶胞以外，以與實例5中相同的方法製造出了光學元件。
實例8.
除使用實例4中所製造的液晶胞來代替實例1中所製造的液晶胞以外，以與實例5中相同的方法製造出了光學元件。
比較例3.
除使用比較例1中所製造的液晶胞來代替實例1中所製造的液晶胞以外，以與實例5中相同的方法製造出了光學元件。
比較例4.
除使用比較例2中所製造的液晶胞來代替實例1中所製造的液晶胞以外，以與實例5中相同的方法製造出了光學元件。
評價例1. 由於分層引起的擠壓及溢出缺陷的評價
對於實例5至實例8及比較例3至比較例4的光學元件，評價了在結合後由於分層引起的擠壓及溢出缺陷。具體而言，在將液晶胞結合至外基板之前，在交叉極狀態(cross-pole state)下施加了電壓，且然後在對應區中觀察到了不均勻的透射率。圖5是藉由觀察實例1的光學元件的擠壓及溢出缺陷而獲得的影像，且圖6是藉由觀察比較例3的光學元件的擠壓及溢出缺陷而獲得的影像。在圖6中，a是外基板及黏著劑層的區a，b是第一偏振器、第一基層、電極膠帶及第二偏振器的區b，c是非液晶區c，且d是第一偏振器、第一基層、液晶層、第二基層及第二偏振器的區d。如圖6中所示，在比較例3中，由於分層而出現了液晶流動，且 在特定區中，觀察到了其中由於缺少液晶而未維持胞間隙的暗區(dark region)與其中胞間隙增大的亮區(bright region)的透射率不均勻性。比較例4亦顯示出與比較例3相似的結果。另一方面，在實例5中，如圖5中所示，未觀察到以上缺陷。實例6至實例8亦顯示出與實例5相似的結果。
Figure 112112363-A0305-12-0049-1
10a:第一基層
10c:壓敏黏著劑層
20a:第二基層
20c:間隔件
30:液晶化合物
100:液晶區
200a、200b:非液晶區
400a、400b:導電膠帶
W1、W2:寬度

Claims (13)

  1. 一種液晶胞，包括上部基板，包括第一基層、壓敏黏著劑層及位於所述第一基層與所述壓敏黏著劑層之間的第一電極層，以及下部基板，包括第二基層、間隔件及位於所述第二基層與所述間隔件之間的第二電極層，其中位於所述上部基板與所述下部基板之間的區被劃分成包含液晶化合物的液晶區及非液晶區，所述非液晶區不包含所述液晶化合物且充滿空氣，且所述非液晶區具有為4毫米或大於4毫米的寬度(W1)。
  2. 如請求項1所述的液晶胞，其中所述非液晶區具有在第一方向上延伸的線形狀，且所述第一方向是所述第一基層或所述第二基層的縱向方向。
  3. 如請求項1所述的液晶胞，其中所述非液晶區位於所述液晶區的第一側表面及第二側表面上，且位於所述液晶區的所述第一側表面上的所述非液晶區與位於所述液晶區的所述第二側表面上的所述非液晶區不彼此接觸。
  4. 如請求項3所述的液晶胞，其中位於所述液晶區的所述第一側表面上的所述非液晶區與位於所述液晶區的所述第二側表面上的所述非液晶區彼此平行。
  5. 如請求項1所述的液晶胞，其中所述非液晶區僅位於所述液晶區的側表面中的任一者上。
  6. 如請求項1所述的液晶胞，其中在所述非液晶區的側表面上存在其中僅存在所述上部基板及所述下部基板中的任一者的區，且在第一方向上延伸的導電膠帶形成於所述上部基板及所述下部基板中的任意一個基板上，且所述第一方向是所述第一基層或所述第二基層的縱向方向。
  7. 如請求項1所述的液晶胞，其中所述液晶區中的所述液晶化合物藉由施加電壓來切換定向狀態。
  8. 如請求項1所述的液晶胞，其中所述上部基板不包括配向膜，且所述下部基板更包括所述配向膜。
  9. 一種光學元件，依序包括第一外基板、如請求項1所述的液晶胞、以及第二外基板。
  10. 如請求項9所述的光學元件，其中所述第一外基板及所述第二外基板各自為玻璃基板。
  11. 如請求項9所述的光學元件，更包括位於所述第一外基板與所述液晶胞之間的第一黏著劑層及位於所述第二外基板與所述液晶胞之間的第二黏著劑層。
  12. 如請求項11所述的光學元件，其中所述第一黏著劑層及所述第二黏著劑層各自為熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)黏著劑層、聚醯胺黏著劑層、聚酯黏著劑層、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)黏著劑層、丙烯酸黏著劑層、矽酮黏著劑層或聚烯烴黏著劑層。
  13. 一種汽車，包括其中形成有一個或多個開口的車身；以及安裝於所述開口中的如請求項9所述的光學元件。
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