TWI801920B - 光調節元件以及窗戶 - Google Patents

Abstract

在本申請案中，可提供一種光調節元件及其使用，所述光 調節元件具有寬的透射率可變範圍，並且不會引起例如液晶缺陷或可見度劣化等問題，同時在黑色模式下實施低透射率。

Description

光調節元件以及窗戶

本申請案主張基於2020年7月3日提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0082159號的優先權的權益，所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。

本申請案是有關於一種光調節元件以及窗戶。

光調節元件是能夠在至少二或更多種不同狀態之間切換的元件。此種元件用於例如穿戴式元件(例如眼鏡(例如眼鏡或太陽鏡))、行動元件、虛擬實境(virtual reality，VR)元件或增強實境(augmented reality，AR)元件、或者應用於車輛天窗或建築物玻璃的窗戶(所謂的智慧型窗戶)及類似物，其用途逐漸擴大。

在光調節元件中，使用客體-主體液晶系統的元件藉由相對於液晶層中的主體分子混合二色性染料作為客體分子、並藉由施加至液晶的電壓改變主體分子及客體分子的排列來改變液晶層的光吸收率。

在此種客體-主體液晶系統中，加寬透射率可變範圍(例如，透明狀態下的透射率對阻擋狀態下的透射率的比率)的方法包 括一種增加作為客體分子添加的二色性染料的量的方法。然而，已知的二色性染料在作為主體分子的液晶化合物中不具有高溶解度，因此在藉由增加二色性染料的量來加寬透射率可變範圍方面存在限制。

同時，可考量藉由向客體-主體液晶系統添加手性(chiral)摻雜劑的方法來加寬透射率可變範圍的方法。然而，即使在此種方法中，為加寬透射率可變範圍，必須添加大量手性摻雜劑，但由於如此添加的手性摻雜劑可能出現液晶缺陷，並且可能出現可見度問題。

本申請案的目的是提供一種光調節元件。本申請案的目的是提供一種無液晶缺陷或可見度劣化同時表現出寬的透射率可變範圍的光調節元件及其用途。

在本說明中提及的物理性質中，除非另有規定，否則其中量測的溫度會影響結果的物理性質是在室溫下量測的結果。

在本說明書中，術語室溫是在未特別加熱或冷卻的狀態下的溫度，其可指在約10℃至30℃的範圍內的任何一個溫度，例如約15℃或高於15℃、18℃或高於18℃、20℃或高於20℃或約23℃或高於23℃，且同時為約27℃或低於27℃。此外，除非另有 規定，否則在本說明書中提及的溫度單位為攝氏度(℃)。

在本說明書中提及的物理性質中，除非另有規定，否則其中量測的壓力會影響結果的物理性質是在正常壓力下量測的結果。

術語正常壓力是未加壓或減壓的自然壓力，其通常指在大氣壓水準下約1個大氣壓左右。

在其中量測的濕度會影響結果的物理性質的情形中，相關的物理性質是在自然濕度下量測的物理性質，而無需特別控制在室溫及/或正常壓力狀態下。

在本說明書中，在定義角度的術語中，例如垂直、水平、正交或平行等術語指在不損害預期效果的範圍中實質上垂直、水平、正交或平行，並且垂直、水平、正交或平行的範圍包括誤差，例如生產誤差或偏差(變化)。舉例而言，前述每種情形可包括約±15度以內的誤差、約±10度以內的誤差或約±5度以內的誤差。

本申請案是有關於一種光調節元件。術語光調節元件可指能夠在二或更多種不同的光狀態之間切換的元件。此處，不同的光狀態可指其中至少透射率、反射率、顏色及/或霧度不同的狀態。

本申請案的光調節元件可包括彼此面向設置的第一基板及第二基板，並且還可包括位於第一基板與第二基板之間的液晶層。此處，第一基板及第二基板各自具有第一表面，其中第一基板及第二基板可被設置成使得其第一表面彼此面向。在本申請案中，術語第一基板或第二基板的第一表面是指第一基板或第二基板的任何一個主表面，且第二表面是指在第一基板或第二基板中與第 一表面相對的表面。

如下所述，壓敏黏著劑層或黏著劑層可形成於第一基板的第一表面上。

此外，第一基板與第二基板之間的距離可藉由所謂的分隔壁間隔件來保持。

圖1示例性地示出根據本申請案的一個態樣的光調節元件。根據第一實例的光調節元件依次包括第一基板101、液晶層300及第二基板201。第一基板101可具有形成於其第一表面上的壓敏黏著劑層或黏著劑層103。如下所述，液晶層300可包含液晶化合物及手性摻雜劑。如圖1所示，液晶配向膜203可存在於第二基板201的第一表面上。在另一態樣中，液晶配向膜203可不存在。在圖1中，第一基板與第二基板相對設置，使得其第一表面彼此面向，並且第一基板與第二基板之間的距離G由分隔壁間隔件400保持。

圖2示例性地示出根據本申請案的另一態樣的光調節元件。圖2的光調節元件所具有的結構類似於圖1的元件的結構，但液晶配向膜未形成於第二基板201上。即使在圖2的結構中，第一基板與第二基板之間的距離亦由分隔壁間隔件400保持。

本申請案的光調節元件可被配置成實施至少扭轉取向。此種扭轉取向狀態可在未施加電壓的狀態下或施加電壓的狀態下實施。

液晶層可被配置成能夠在扭轉取向與另一取向之間切換。 舉例而言，若在未施加電壓的狀態下實施扭轉取向，則可藉由施加電壓將其切換至另一取向，且若在施加電壓的狀態下實施扭轉取向，則可藉由移除電壓將其切換至未施加電壓的狀態下的另一取向。

在一個實例中，液晶層可被配置成使得在扭轉取向狀態下液晶層的厚度(胞元間隙，d)對液晶層的節距(p)的比率(d/p)大於2.8且為10或小於10。此種d/p比率可藉由調整液晶層中存在的手性摻雜劑的比率及液晶層的厚度來調整。藉由由分隔壁間隔件來保持表現出此種d/p的液晶層之間的距離，可提供具有寬的透射率可變範圍並且無可見度劣化及液晶缺陷的光調節元件。

在另一實例中，d/p可為2.9或大於2.9、3或大於3、3.1或大於3.1、3.2或大於3.2、3.3或大於3.3、3.4或大於3.4、3.5或大於3.5、3.6或大於3.6、3.7或大於3.7、3.8或大於3.8、3.9或大於3.9、4或大於4、4.1或大於4.1、4.2或大於4.2、4.3或大於4.3、4.4或大於4.4、4.5或大於4.5、4.6或大於4.6、4.7或大於4.7、或4.8或大於4.8，或者亦可為9或小於9、8或小於8、7或小於7、6或小於6、5或小於5、5.7或小於5.7、5.5或小於5.5、5.4或小於5.4、5.3或小於5.3、5.2或小於5.2、5.1或小於5.1、5.0或小於5.0、4.9或小於4.9、4.7或小於4.7、4.5或小於4.5、或4或小於4左右。

本申請案的光調節元件可被設計成能夠在透明模式與黑色模式之間切換。光調節元件的切換可根據外部訊號的施加(例 如，是否施加電壓訊號)來調整。在一個實例中，黑色模式可以上述扭轉取向實施，並且透明模式可以不同於扭轉取向的取向實施。

本申請案的光調節元件可包括以下結構作為基本單元，所述結構具有彼此面向設置的兩個基板及位於所述基板之間的液晶層。所述基本單元亦可被稱為液晶胞元。一般而言，液晶配向膜形成於第一基板及第二基板兩者的面向液晶層的兩個表面上，但壓敏黏著劑層或黏著劑層形成於第一基板上，由此可獲得在特定應用(例如，智慧型窗戶或眼鏡)中極為有用的液晶化合物的取向狀態。因此，液晶配向膜可不形成於本申請案的光調節元件的第一基板上。此外，用於保持第一基板與第二基板之間的距離(胞元間隙)的間隔件存在於光調節元件的第一基板及第二基板中的任一者上，但當壓敏黏著劑層或黏著劑層形成於第一基板上時，壓敏黏著劑層或黏著劑層可貼附至間隔件，以大大改善第一基板及第二基板的結合力。

在本說明書中，基板的第一表面是指基板的主表面及其相對表面中的任一者，且第二表面是指基板的主表面及其相對表面中的另一表面。此外，此處，主表面可指在基板的表面中具有最大面積的表面。

作為第一基板及第二基板，可使用已知的基板材料，對此並無任何特別限制。舉例而言，例如玻璃基板、晶體矽基板或非晶矽基板或石英基板等無機基板或塑膠基板可用作基板。作為塑膠基板，可使用三乙醯纖維素(triacetyl cellulose，TAC)基板；環 烯烴共聚物(cycloolefin copolymer，COP)基板，例如降冰片烯衍生物基板；聚(甲基丙烯酸甲酯)(poly(methyl methacrylate)，PMMA)基板；聚碳酸酯(polycarbonate，PC)基板；聚乙烯(polyethylene，PE)基板；聚丙烯(polypropylene，PP)基板；聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)基板；二乙醯纖維素(diacetyl cellulose，DAC)基板；聚丙烯酸酯(polyacrylate，Pac)基板；聚醚碸(poly ether sulfone，PES)基板；聚醚醚酮(polyetheretherketon，PEEK)基板；聚苯碸(polyphenylsulfone，PPS)、聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)基板；聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)基板；聚酯基板，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)基板；聚醯亞胺(polyimide，PI)基板；聚碸(polysulfone，PSF)基板；聚芳酯(polyarylate，PAR)基板或包含非晶氟樹脂的基板或類似物，但並非僅限於此。此種基板的厚度不受特別限制，其可在適當的範圍內選擇。

在本申請案的光調節元件中，壓敏黏著劑層或黏著劑層可形成於第一基板的第一表面上。在一個實例中，形成於第一表面上的壓敏黏著劑層或黏著劑層的面積(A)對第一表面的面積(B)的比率(百分比)(=100×A/B)可為50%或大於50%、55%或大於55%、60%或大於60%、65%或大於65%、70%或大於70%、75%或大於75%、80%或大於80%、85%或大於85%、90%或大於90%、或95%或大於95%左右。所述比率(百分比)(=100×A/B)的上限不受特別限制，其可為例如約100%左右。

壓敏黏著劑層或黏著劑層可為光學透明的。對於可見光區域(例如，380奈米至780奈米的波長)，壓敏黏著劑層或黏著劑層可具有約80%或大於80%、85%或大於85%、90%或大於90%或95%或大於95%的平均透射率。

作為黏著劑層或壓敏黏著劑層，可使用已知的材料，對此並無任何特別的限制，且例如，可使用被稱為所謂的光學透明黏著劑(optically clear adhesive，OCA)或光學透明樹脂(optically clear resin，OCR)的材料。本發明人已證實此種OCA或OCR材料相對於液晶化合物表現出一定水準的取向力，並且證實了此種取向力實施極適合於特定應用(例如，如上所述的智慧型窗戶或眼鏡)的取向狀態。

壓敏黏著劑層或黏著劑層的類型不受特別限制，並且使用對液晶具有強抗汙性的壓敏黏著劑或黏著劑足矣。如上所述，作為壓敏黏著劑層，可使用在所述行業中被稱為所謂的光學透明黏著劑(OCA)的各種類型的壓敏黏著劑，其中壓敏黏著劑的特徵在於其在結合待貼附的物體之前固化。作為此種壓敏黏著劑，例如，可使用丙烯酸壓敏黏著劑、矽酮系壓敏黏著劑、環氧系壓敏黏著劑或胺基甲酸酯系壓敏黏著劑。作為黏著劑層，可使用在所述行業中被稱為所謂的光學透明樹脂(OCR)的各種類型的黏著劑，其中黏著劑的特徵在於其在結合待貼附的物體之後固化。此種黏著劑可塗佈在基板上，並且用熱或紫外線(ultraviolet，UV)半固化，且然後在製造光調節元件後用熱或UV充分固化。壓敏黏著劑層或 黏著劑層可與液晶配向膜結合，以誘發液晶化合物的適當取向。

在一個實例中，壓敏黏著劑層或黏著劑層可為同時具有液晶取向力及對液晶分子的貼附力的液晶取向壓敏黏著劑層或黏著劑層。舉例而言，壓敏黏著劑或黏著劑可為垂直取向或水平取向的壓敏黏著劑或黏著劑。在本說明書中，垂直取向的壓敏黏著劑或黏著劑可指具有能夠結合上部基板及下部基板的貼附力同時賦予相鄰液晶化合物垂直取向力的壓敏黏著劑或黏著劑。在本說明書中，水平取向的壓敏黏著劑或黏著劑可指具有能夠結合上部基板及下部基板的貼附力同時賦予相鄰液晶化合物水平取向力的壓敏黏著劑或黏著劑。

相鄰液晶化合物相對於垂直取向壓敏黏著劑或黏著劑的預傾角可在80度至90度、85度至90度或87度至90度的範圍內，並且相鄰液晶化合物相對於水平取向壓敏黏著劑或黏著劑的預傾角可在0度至10度、0度至5度或0度至3度的範圍內。根據本申請案的一個實例，垂直取向的壓敏黏著劑或黏著劑可用作所述壓敏黏著劑或黏著劑。

在本說明書中，預傾角可指在未施加電壓的狀態下，由液晶化合物的指向矢相對於水平於液晶取向壓敏黏著劑或配向膜的平面形成的角度。在本說明書中，液晶化合物的指向矢可指液晶層的光軸或慢軸。作為另一選擇，當液晶化合物具有棒狀時，液晶化合物的指向矢可指長軸方向，且當液晶化合物具有碟狀時，可指平行於碟的平面的法線方向的軸。當在液晶層中存在多種具有不同 指向矢的液晶化合物時，指向矢可為矢量和。

在本申請案的一個實例中，作為對液晶具有強抗汙性並具有垂直取向力的壓敏黏著劑或黏著劑，例如，可使用矽酮系壓敏黏著劑或黏著劑。作為矽酮系壓敏黏著劑或黏著劑，可使用包含可固化矽酮化合物的組成物的固化產物。由於可固化矽酮化合物由於其表面特性而表現出垂直取向能力，因此可自已知的矽酮壓敏黏著劑或黏著劑中選擇合適的類型。包含可固化矽酮化合物的組成物(在下文中，可固化矽酮組成物)的類型不受特別限制，其中例如，可使用可熱固化矽酮組成物或可紫外線固化矽酮組成物。

在一個實例中，可固化矽酮組成物是可加成固化矽酮組成物，其可包含(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與矽鍵合的氫原子的有機聚矽氧烷。此種矽酮化合物可例如在存在例如鉑觸媒等觸媒的情況下藉由加成反應形成固化產物。

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的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的甲基乙烯基聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基乙烯基矽氧烷基封端的甲基乙烯基聚矽氧烷、在分子鏈的 兩個末端處利用二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、包含由R¹ ₂SiO_2/2表示的矽氧烷單元及由R¹ ₂R²SiO_1/2表示的矽氧烷單元以及由SiO_4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R¹ ₂R²SiO_1/2表示的矽氧烷單元及由SiO_4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R¹R²SiO_2/2表示的矽氧烷單元及由R¹SiO_3/2表示的矽氧烷單元或由R²SiO_3/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、以及前述者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，具體而言是：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；經鹵素取代的烷基，例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基等。

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、己烯基或庚烯基等。

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的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的甲基氫聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用三甲基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基氫矽氧烷基封端的二甲基 聚矽氧烷、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基氫矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、在分子鏈的兩個末端處利用二甲基氫矽氧烷基封端的甲基苯基聚矽氧烷、包含由R¹ ₃SiO_1/2表示的矽氧烷單元、由R¹ ₂HSiO_1/2表示的矽氧烷單元及由SiO_4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R¹ ₂HSiO_1/2表示的矽氧烷單元及由SiO_4/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、包含由R¹HSiO_2/2表示的矽氧烷單元及由R¹SiO_3/2表示的矽氧烷單元或由HSiO_3/2表示的矽氧烷單元的有機聚矽氧烷共聚物、以及前述者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；經鹵素取代的烷基，例如氯甲基、3-氯丙基或3,3,3-三氟丙基等。

(2)有機聚矽氧烷的含量並無特別限制，只要其被包含的程度使得可實行適當的固化即可。舉例而言，如上所述，可以對於(1)有機聚矽氧烷中所含有的每一烯基有0.5至10個與矽鍵合的氫原子的量含有(2)有機聚矽氧烷。在此範圍內，可充分執行固化並且可確保耐熱性。

可加成固化矽酮組成物可更包含鉑或鉑化合物作為固化觸媒。此種鉑或鉑化合物的具體類型不受特別限制。觸媒的比率亦可調整至可執行適當固化的水準。

可加成固化矽酮組成物還可包含自以適當比率改善儲存 穩定性、處理性質及可加工性的視角來看所需的適當添加劑。

在另一實例中，矽酮組成物可包含例如(a)含烷氧基的矽氧烷聚合物；及(b)含羥基的矽氧烷聚合物作為可縮合固化的矽酮組成物。

(a)矽氧烷聚合物可為例如由下式1表示的化合物。

[式1]R¹ _aR² _bSiO_c(OR³)_d

在式1中，R¹及R²各自獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的單價烴基，R³表示烷基，其中當存在多個R¹、R²及R³時，其各自可彼此相同或彼此不同，且a及b各自獨立地表示0或大於0且小於1的數，a+b表示大於0且小於2的數，c表示大於0小於2的數，d表示大於0且小於4的數，且a+b+c×2+d為4。

在式1的定義中，單價烴可為例如具有1至8個碳原子的烷基、苯基、苄基或甲苯基等，其中具有1至8個碳原子的烷基可為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基等。此外，在式1的定義中，單價烴基可被例如鹵素、胺基、巰基、異氰酸酯基、縮水甘油基、縮水甘油氧基或脲基等已知的取代基取代。

在式1的定義中，R³的烷基的實例可包括甲基、乙基、丙基、異丙基或丁基等。在該些烷基中，通常應用甲基或乙基等，但並非僅限於此。

在式1的聚合物中，可使用支化或第三交聯矽氧烷聚合 物。此外，在此(a)矽氧烷聚合物中，羥基可保持在不損害目的的範圍內，具體而言在不抑制脫醇反應(dealcoholization reaction)的範圍內。

(a)矽氧烷聚合物可例如藉由水解及縮聚多官能烷氧基矽烷或多官能氯矽烷等來生產。此領域中的普通技術人員可依據所需的(a)矽氧烷聚合物容易地選擇適當的多官能烷氧基矽烷或氯矽烷，且亦可使用所述多官能烷氧基矽烷或氯矽烷容易地控制水解及縮聚反應的條件。同時，在(a)矽氧烷聚合物的生產中，依據目的，亦可組合使用適當的單官能烷氧基矽烷。

作為(a)矽氧烷聚合物，舉例而言，可使用可商業購得的有機矽氧烷聚合物，例如信越矽酮(Shin-Etsu Silicone)的X40-9220或X40-9225，或通用電氣東麗矽酮(GE Toray Silicone)的XR31-B1410、XR31-B0270或XR31-B2733。

作為包含在可縮合固化矽酮組成物中的(b)含羥基的矽氧烷聚合物，舉例而言，可使用由下式(2)表示的化合物。

在式2中，R₄及R₅各自獨立地表示氫原子或經取代或未經取代的單價烴基，其中當存在多個R₄及R₅時，其可彼此相同或彼此不同，且n表示5至2,000的整數。

在式2的定義中，單價烴基的具體類型可包括例如與上式1的情形相同的烴基。

(b)矽氧烷聚合物可例如藉由水解及縮聚二烷氧基矽烷及/或二氯矽烷等來生產。此領域的普通技術人員可根據所需的(b)矽氧烷聚合物容易地選擇適當的二烷氧基矽烷或二氯矽烷，且亦可使用二烷氧基矽烷或二氯矽烷容易地控制水解及縮聚反應的條件。作為上述(b)矽氧烷聚合物，可使用可商業購得的雙官能有機矽氧烷聚合物，例如GE東麗矽酮的XC96-723、YF-3800或YF-3804等。

具有垂直取向力的壓敏黏著劑或黏著劑的類型不受特別限制，所述類型可依據所需的用途適當選擇。舉例而言，可適當選擇並使用固體壓敏黏著劑或黏著劑、半固體壓敏黏著劑或黏著劑、彈性壓敏黏著劑或黏著劑、或液體壓敏黏著劑或黏著劑。固體壓敏黏著劑或半固體壓敏黏著劑或彈性壓敏黏著劑可被稱為可在結合黏著劑物體之前固化的壓敏黏著劑(pressure sensitive adhesive，PSA)。在本申請案中，例如，聚二甲基矽氧烷壓敏黏著劑或聚甲基乙烯基矽氧烷壓敏黏著劑可用作具有垂直取向力的PSA型壓敏黏著劑，且烷氧基矽酮黏著劑可用作具有垂直取向力的OCR型黏著劑，但並非僅限於此。

壓敏黏著劑層或黏著劑層的厚度不受特別限制，所述厚度可在合適的範圍內選擇，用於確保所需的黏著力。厚度可在近似1微米至50微米的範圍中。在另一實例中，厚度可為2微米或大 於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米、8微米或大於8微米、9微米或大於9微米、或10微米或大於10微米，或者亦可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、15微米或小於15微米、或10微米或小於10微米左右。

藉由在上述佈置下包括壓敏黏著劑層或黏著劑層，可提供一種光調節元件，所述光調節元件可控制光洩漏，特別是在黑色模式下，以表現出優異的光學性質，同時具有優異的黏著力。

在光調節元件中，液晶配向膜可形成或可不形成於第二基板的第一表面(面向第一基板的第一表面的表面)上。當形成液晶配向膜時，在第二基板的第一表面上形成的配向膜的類型不受特別限制。亦即，慮及所需的初始取向，可應用已知的垂直或水平配向膜或其他配向膜作為配向膜。至於配向膜的類型，可應用接觸配向膜(例如，摩擦配向膜)或非接觸配向膜(例如，光配向膜)。

液晶層可存在於第一基板的壓敏黏著劑層或黏著劑層與第二基板的配向膜之間。液晶層是能夠依據是否施加外部訊號而單獨或結合其他部件改變透光率、反射率、霧度及/或顏色的功能層。在本說明書中，外部訊號可指可影響包含在液晶層中的材料(例如，光調節材料)的行為的外部因素，例如外部電壓。因此，無外部訊號的狀態可指未施加外部電壓等的狀態。

液晶層是包含液晶化合物的層，並且如下所述，包含液晶化合物(液晶主體)及二色性染料的所謂客體-主體層、或者包含例如手性摻雜劑等其他添加劑以及液晶化合物的層亦為在本說明書中規定的一種液晶層。液晶化合物可存在於液晶層中，使得取向方向依據是否施加外部訊號而改變。作為液晶化合物，可使用任何種類的液晶化合物，只要其取向方向可藉由施加外部訊號而改變即可。

液晶層可包含具有正或負的介電常數各向異性的液晶化合物。可慮及本申請案的目的適當地選擇液晶的介電常數各向異性的絕對值。術語介電常數各向異性(△ε)可指水平介電常數(ε//)與垂直介電常數(ε⊥)之間的差(ε//-ε⊥)。在本說明書中，術語水平介電常數(ε//)指在施加電壓以使得液晶的指向矢與所施加電壓產生的電場方向實質上水平的狀態下沿電場方向量測的介電常數值，且垂直介電常數(ε⊥)指在施加電壓以使得液晶的指向矢與所施加電壓產生的電場方向實質上垂直的狀態下沿電場方向量測的介電常數值。

為達成上述d/p比率，液晶層可包含手性摻雜劑以及液晶化合物(或者亦可被稱為液晶分子)。藉由調整手性摻雜劑的含量以及液晶層的厚度(胞元間隙)，可調整d/p比率。

作為包含在液晶層中的手性摻雜劑，可應用已知的化合物，對此並無任何特別的限制。可不受任何特殊限制地使用手性摻雜劑，只要其可誘發所需的扭轉而不損害液晶性(例如，向列規則 性)即可。用於誘發液晶分子旋轉的手性摻雜劑需要在分子結構中至少包括手性。手性試劑可例如由以下舉例說明：具有一或二或更多個非對稱碳的化合物；在雜原子上具有非對稱點的化合物，例如手性胺或手性亞碸；或者具有軸向非對稱光學活性位點的化合物，例如疊烯類(cumulene)或聯萘酚(binaphthol)。手性試劑可為例如分子量為1,500或小於1,500的低分子量化合物。作為手性試劑，亦可使用可商業購得的手性向列型液晶，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S811或巴斯夫(BASF)的LC756。

可慮及本申請案的目的適當選擇液晶層中手性摻雜劑的含量。舉例而言，液晶層中手性摻雜劑的含量可為0.1重量%或大於0.1重量%、0.25重量%或大於0.25重量%、0.5重量%或大於0.5重量%、0.75重量%或大於0.75重量%、1重量%或大於1重量%、1.25重量%或大於1.25重量%、1.5重量%或大於1.5重量%、2重量%或大於2重量%、2.5重量%或大於2.5重量%、或2.7重量%或大於2.7重量%。液晶層中手性摻雜劑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%、7重量%或小於7重量%、6重量%或小於6重量%、5.0重量%或小於5.0重量%、4.0重量%或小於4.0重量%、3.5重量%或小於3.5重量%、3.0重量%或小於3.0重量%、2.75重量%或小於2.75重量%、2.5重量%或小於2.5重量%、2.25重量%或小於2.25重量%、2.0重量%或小於2.0重量%、1.75重量%或小於 1.75重量%、或1.5重量%或小於1.5重量%。當液晶層中手性摻雜劑的含量滿足上述範圍時，可提供具有優異的透射率可變特性的光調節元件。

手性摻雜劑的應用比率被選擇成使得可達成比率d/p。一般而言，手性摻雜劑的含量(重量%)可藉由方程式100/螺旋扭轉功率(helical twisting power，HTP)×節距(p)(奈米)來計算。HTP指示手性摻雜劑的扭轉的強度，並且手性摻雜劑的含量可參考上述方法慮及所需節距來確定。

就調整透光率可變特性而言，液晶層可更包含二色性染料及液晶化合物，並且如上所述，此種情形的液晶層可被稱為客體主體液晶層。在本說明書中，染料可指能夠強烈吸收及/或修改可見光區域(例如，400奈米至700奈米波長範圍內的至少一部分或整個範圍)中的光的材料，並且術語「二色性染料」可指能夠各向異性吸收在可見光區域的至少一部分或整個範圍中的光的材料。在本說明書中，「客體主體液晶層(guest host liquid crystal layer，GHLC層)」可指以下功能層：二色性染料依據液晶的排列而排列在一起，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，而若在短軸方向上偏振光的吸收率大，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被吸收，而在染料的 短軸方向上振動的偏振光可被較少吸收而透射。在下文中，除非另有說明，否則假定二色性染料為p型染料。

作為二色性染料，例如，可選擇及使用已知具有可藉由所謂的主體客體效應依據液晶化合物的配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、誇特瑞烯染料(quaterrylene dye)、苯並噻二唑染料、二酮基吡咯並吡咯染料、方酸菁染料或焦亞甲基(pyromethene)染料，但可適用於本申請案中的染料並非僅限於上述染料。

作為二色性染料，可使用二色性比率(即，藉由將平行於各向異性染料的長軸方向的偏振光的吸收除以平行於與長軸方向垂直的方向的偏振光的吸收而獲得的值)為5或大於5、6或大於6、或7或大於7的染料。染料可在可見光區域的波長範圍內的至少一部分波長或任一波長中(例如，在約380奈米至700奈米或約400奈米至700奈米的波長範圍內)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14或小於14左右。

可慮及本申請案的目的適當選擇液晶層中二色性染料的含量。舉例而言，液晶層中二色性染料的含量可為0.1重量%或大於0.1重量%、0.25重量%或大於0.25重量%、0.5重量%或大於0.5重量%、0.75重量%或大於0.75重量%、1重量%或大於1重量%、1.25重量%或大於1.25重量%、1.5重量%或大於1.5重量%、 2重量%或大於2重量%、2.5重量%或大於2.5重量%、或2.7重量%或大於2.7重量%。液晶層中二色性染料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%、7重量%或小於7重量%、6重量%或小於6重量%、5.0重量%或小於5.0重量%、4.0重量%或小於4.0重量%、3.5重量%或小於3.5重量%、3.0重量%或小於3.0重量%、2.75重量%或小於2.75重量%、2.5重量%或小於2.5重量%、2.25重量%或小於2.25重量%、2.0重量%或小於2.0重量%、1.75重量%或小於1.75重量%、或1.5重量%或小於1.5重量%。當液晶層中二色性染料的含量滿足上述範圍時，可提供具有優異的透射率可變特性的光調節元件。在一個實例中，隨著二色性染料的含量在上述範圍內增加，可提供具有優異的透射率可變特性的光調節元件。

慮及本申請案的目的，可適當選擇液晶化合物的類型及物理性質。在一個實例中，液晶分子可為向列型液晶或近晶型液晶。向列型液晶可指其中棒狀液晶分子在液晶分子的長軸方向上平行排列但其位置無規則性的液晶，而近晶型液晶可指棒狀液晶分子規則排列以形成層狀結構並在長軸方向上平行規則排列的液晶。根據本申請案的一個實例，向列型液晶可用作液晶分子。

在一個實例中，液晶分子可為非反應性液晶分子。非反應性液晶分子可指無任何可聚合基團的液晶分子。此處，可聚合基團可由以下基團舉例說明：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、乙烯基或環氧基等，但並非僅限於 此，並且可包括被稱為可聚合基團的已知官能基。

液晶分子的折射率各向異性可慮及所需的物理性質(例如，透射率可變特性)來適當選擇。在本說明書中，術語折射率各向異性可指液晶分子的非尋常折射率與尋常折射率之間的差。液晶分子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0.07或大於0.07，並且可為0.3或小於0.3、0.2或小於0.2、0.15或小於0.15、或0.13或小於0.13。當液晶分子的折射率各向異性在上述範圍內時，可提供具有優異的透射率可變特性的光調節元件。在一個實例中，由於液晶分子的折射率在上述範圍內較低，因此可提供具有優異的透射率可變特性的光調節元件。

慮及目標液晶胞元的驅動方法，液晶分子的介電常數各向異性可具有正介電常數各向異性或負介電常數各向異性。在本說明書中，術語介電常數各向異性可指液晶分子的非尋常介電常數(εe)與尋常介電常數(εo)之間的差。液晶分子的介電常數各向異性可例如在±40以內、±30以內、±10以內、±7以內、±5以內或±3以內的範圍內。當液晶分子的介電常數各向異性被控制在上述範圍內時，在光調節組件的驅動效率方面可能是有利的。

液晶層中液晶化合物的液晶分子及二色性染料的總重量可為例如約60重量%或大於60重量%、65重量%或大於65重量%、70重量%或大於70重量%、75重量%或大於75重量%、80重量%或大於80重量%、85重量%或大於85重量%、90重量%或大 於90重量%、或95重量%或大於95重量%，並且在另一實例中，其可小於約100重量%、98重量%或小於98重量%、或96重量%或小於96重量%。

液晶層可依據是否施加電壓來切換取向狀態。舉例而言，可在垂直於第一基板及第二基板的方向上施加電壓。

在一個實例中，液晶層可在未施加電壓時以扭轉狀態存在，並且可在施加電壓時以垂直取向狀態存在。在扭轉取向狀態下，扭轉角度可例如大於500度。此種液晶胞元可被稱為高扭轉向列(highly twisted nematic，HTN)驅動模式液晶胞元。扭轉角度的上限可為例如3000度或小於3000度。在本說明書中，扭轉角度可藉由以下通式1計算。

[通式1]扭轉角度(A)=a+b×360

在上述通式1中，a是在扭轉取向狀態下液晶層中存在於最低部分的液晶分子的光軸與存在於最高部分的液晶分子的光軸形成的角度，且b是節距的數量。

根據本申請案的一個實例，扭轉角度可為約550度或大於550度、600度或大於600度、650度或大於650度、700度或大於700度、750度或大於750度、800度或大於800度、850度或大於850度、900度或大於900度、950度或大於950度、1,000度或大於1,000度、1120度或大於1120度、1240度或大於1240度、1360度或大於1360度、1480度或大於1480度、1600度或大 於1600度、1720度或大於1720度、或1840度或大於1840度。扭轉角度的下限可為約2900度或小於2900度、2800度或小於2800度、2700度或小於2700度、2600度或小於2600度、2500度或小於2500度、2400度或小於2400度、2300度或小於2300度、2200度或小於2200度、2160度或小於2160度、2130度或小於2130度、2100度或小於2100度、2070度或小於2070度、2040度或小於2040度、2010度或小於2010度、1980度或小於1980度、1950度或小於1950度、或1920度或小於1920度。

本申請案可提供一種光調節元件，所述光調節元件具有優異的透射率可變水準，同時藉由應用HTN液晶驅動模式而實施低透射率。

在扭轉取向液晶層中，液晶分子可具有螺旋結構，其中光軸在層中取向，同時沿著虛擬螺旋狀軸扭轉。液晶分子的光軸可指液晶分子的慢軸，其中液晶分子的慢軸可平行於棒狀液晶分子的長軸。螺旋狀軸可形成為平行於液晶層的厚度方向。在本說明書中，液晶層的厚度方向可指平行於以最短距離連接液晶層的最低部分及最高部分的虛擬線的方向。在一個實例中，液晶層的厚度方向可為與在垂直於聚合物基板的表面的方向上形成的虛擬線平行的方向。

處於扭轉取向狀態的液晶層的厚度(d)對節距(p)的比率(d/p)可超過2.8。當比率(d/p)超過2.8時，當未施加電壓時，液晶層可以扭轉狀態存在，並且在此種扭轉取向狀態下液晶層中 的液晶分子的扭轉角度可為860度或大於860度。此種液晶胞元可被稱為高扭轉向列(HTN)驅動模式液晶胞元。此外，當比率(d/p)為2.8或小於2.8時，初始透射率增加，由此無法達成本申請案旨在實施低透射率的目的，因此上述範圍是較佳的。

當液晶層的厚度(d)對節距(p)的比率(d/p)超過10時，驅動電壓增加，使得比率(d/p)的上限可被調整至10或小於10。在另一實例中，d/p可為2.9或大於2.9、3或大於3、3.1或大於3.1、3.2或大於3.2、3.3或大於3.3、3.4或大於3.4、3.5或大於3.5、3.6或大於3.6、3.7或大於3.7、3.8或大於3.8、3.9或大於3.9、4或大於4、4.1或大於4.1、4.2或大於4.2、4.3或大於4.3、4.4或大於4.4、4.5或大於4.5、4.6或大於4.6、4.7或大於4.7、或4.8或大於4.8，或者亦可為9或小於9、8或小於8、7或小於7、6或小於6、5或小於5、5.7或小於5.7、5.5或小於5.5、5.4或小於5.4、5.3或小於5.3、5.2或小於5.2、5.1或小於5.1、5.0或小於5.0、4.9或小於4.9、4.7或小於4.7、4.5或小於4.5、或約4或小於4左右。

液晶層的厚度(d)可具有與胞元間隙相同的含義。在本申請案中，液晶層的厚度(d)可在0.1微米至50微米的範圍內，並且在另一實例中，其可為0.5微米或大於0.5微米、1微米或大於1微米、2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米、8微米或大於8微米、9微米或大於9微米、10微 米或大於10微米、11微米或大於11微米、或者11.5微米或大於11.5微米，或者可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、15微米或小於15微米、10微米或小於10微米、9微米或小於9微米、或8微米或小於8微米。

液晶層的節距(p)可藉由使用楔形胞元的量測方法來量測，且具體而言，可藉由在D.Podolskyy等人的使用「條紋楔形格蘭讓-卡諾胞元」準確量測膽固醇節距的簡單方法(Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a “stripe-wedge Grandjean-Cano cell”)(液晶(Liquid Crystal)，第35卷，第7期，2008年7月，789-791)中闡述的方法來量測。

如上所述，比率(d/p)可藉由調整液晶層的厚度及液晶層中手性摻雜劑的含量來達成。

在使用傳統球間隔件的客體主體液晶系統中，當應用HTN液晶驅動模式來實施低透射率時，出現液晶缺陷，從而導致可見度問題。當降低手性摻雜劑的含量以解決可見度問題時，黑色狀態下的透射率增加，使得無法實施低透射率。

在本申請案的光調節元件中，應用一起使用壓敏黏著劑層或黏著劑層及以下描述的分隔壁間隔件的結構，由此在HTN液晶驅動模式中不會出現液晶缺陷，並且可增加手性摻雜劑含量以減小節距，由此可增加透射光的吸收，使得可高效地實施光調節元 件的透明狀態及黑色狀態。

在本申請案的光調節元件中，第一基板與第二基板之間的距離可由分隔壁間隔件來保持。作為分隔壁間隔件，可應用蜂巢或四邊形分隔壁間隔件、三角形分隔壁間隔件或隨機間隔件。

此處，蜂巢、矩形或三角形分隔壁間隔件是指眾所習知的當在基板的法線方向上觀察形成於基板上的分隔壁間隔件的形狀時，由分隔壁間隔件形成的圖形是蜂巢型、四邊形或三角形的情形。通常，蜂巢型可為正六邊形的組合，且四邊形可為正方形、矩形或正方形及矩形的組合。在上述結構中，六邊形、四邊形或三角形可分別為或可不為正六邊形、正方形或等邊三角形。

此外，此處，隨機間隔件是分隔壁隨機排列的情形，此指分隔壁不形成圖形的情形，或者即使在形成圖形的情形中，所述分隔壁隨機形成圖形而非形成標準化圖形。

慮及所需的貼附力或胞元間隙保持效率等，可適當地選擇分隔壁間隔件的節距(P)。

舉例而言，分隔壁間隔件的節距P可在100微米至1,000微米的範圍中。在另一實例中，節距可為150微米或大於150微米、200微米或大於200微米、250微米或大於250微米、300微米或大於300微米、350微米或大於350微米、400微米或大於400微米、450微米或大於450微米、500微米或大於500微米、或550微米或大於550微米，或者亦可為950微米或小於950微米、900微米或小於900微米、850微米或小於850微米、800微 米或小於800微米、750微米或小於750微米、700微米或小於700微米、650微米或小於650微米、600微米或小於600微米、550微米或小於550微米、500微米或小於500微米、450微米或小於450微米、或300微米或小於300微米。用於獲得分隔壁間隔件中的節距的方法是眾所習知的。舉例而言，若分隔壁間隔件是蜂巢型的，則節距是藉由構成蜂巢的六邊形中彼此面向的邊之間的間距獲得的，且若其為四邊形或三角形，則四邊形或三角形的邊長被設置為節距。當構成蜂巢的六邊形中彼此面向的邊之間的間距或者四邊形或三角形的邊長不恆定時，其平均值可被定義為節距。此外，當分隔壁間隔件是隨機型時，各個分隔壁之間的間隔的平均值(平均間隔)可被定義為節距。

分隔壁間隔件的線寬(例如，構成蜂巢的六邊形或四邊形的每一邊的寬度)可例如在約5微米至50微米的範圍中。在另一實例中，線寬可為約10微米或大於10微米、15微米或大於15微米、20微米或大於20微米、或25微米或大於25微米，或者可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、或20微米或小於20微米。

在此範圍內，可適當地保持胞元間隙，並且亦可優異地保持基板之間的貼附力。

同時，慮及上部基板與下部基板之間的距離，可調整分隔壁間隔件的高度。在本申請案中，分隔壁間隔件的高度近似與液晶 層的厚度(胞元間隙)一致，並且指在基板的表面的法線方向上量測的間隔件的尺寸。舉例而言，分隔壁間隔件的高度可在0.1微米至50微米的範圍內，並且在另一實例中，其可為1微米或大於1微米、2微米或大於2微米、3微米或大於3微米、4微米或大於4微米、5微米或大於5微米、6微米或大於6微米、7微米或大於7微米、或8微米或大於8微米，或者可為45微米或小於45微米、40微米或小於40微米、35微米或小於35微米、30微米或小於30微米、25微米或小於25微米、20微米或小於20微米、15微米或小於15微米、10微米或小於10微米、9微米或小於9微米、或8微米或小於8微米，但並非僅限於此。此時，當間隔件的高度不恆定時，所述高度可為量測的最大高度或最小高度，或者最大高度及最小高度的平均值。

在本申請案中，間隔件可藉由應用製造分隔壁形式的間隔件的傳統方法來製造。通常，分隔壁形式的間隔件可藉由一種使用可固化樹脂組成物的方法(例如，壓印方法等)來製造。因此，本申請案的間隔件可包含可固化樹脂組成物的固化產物。作為可固化樹脂組成物，可應用用於間隔件形成的已知類型，對此並無任何特別限制。此種樹脂組成物通常包括可熱固化樹脂組成物或可光固化樹脂組成物，例如可紫外線固化樹脂組成物。

作為可熱固化樹脂組成物，例如，可使用矽酮樹脂組成物、弗蘭樹脂組成物(fran resin composition)、聚胺基甲酸酯樹脂組成物、環氧樹脂組成物、胺基樹脂組成物、苯酚樹脂組成物、脲樹脂 組成物、聚酯樹脂組成物或三聚氰胺樹脂組成物等，但並非僅限於此。

作為可紫外線固化樹脂組成物，可使用樹脂組成物，所述樹脂組成物通常包括丙烯酸聚合物，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等，但並非僅限於此。在另一實例中，其亦可使用矽酮聚合物形成，並且當使用矽酮聚合物形成間隔件時，保留在間隔件的凹入區域中的矽酮聚合物可充當垂直配向膜，使得如下所述，在存在間隔件的基板上亦可不使用額外的垂直配向膜。作為矽酮聚合物，可使用具有矽及氧的鍵(Si-O-Si)作為主軸的已知聚合物，並且例如可使用聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)，但並非僅限於此。

藉由如上所述控制間隔件的形狀、排列及/或排列方法，本申請案可提供一種最小化液晶缺陷的光調節元件，以具有改善的可見度同時適當地保持胞元間隙，並且在上部膜基板與下部膜基板之間具有優異的黏著力。

為達成上述效果，可進一步調整分隔壁間隔件與液晶層之間的關係。舉例而言，在光調節元件中，分隔壁間隔件的節距(p1)對液晶層的厚度(d)的比率(p1/d)可在10至100的範圍內。在另一實例中，所述比率可為15或大於15、20或大於20、25或大於25、30或大於30、35或大於35、40或大於40、45或 大於45、50或大於50、或55或大於55，或者亦可為95或小於95、90或小於90、85或小於85、80或小於80、75或小於75、70或小於70、65或小於65、60或小於60、55或小於55、50或小於50、45或小於45、或40或小於40左右。

此外，在光調節元件中，分隔壁間隔件的節距(p1)對液晶層的節距(扭轉取向狀態下的節距，p)的比率(p1/p)可在50至500的範圍內。在另一實例中，所述比率可為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、110或大於110、120或大於120、130或大於130、140或大於140、150或大於150、160或大於160、170或大於170、180或大於180、190或大於190、200或大於200、或210或大於210，或者亦可為450或小於450、400或小於400、350或小於350、300或小於300、250或小於250、200或小於200、或190或小於190左右。

在此範圍內，可更有效地確保光學元件的所需效能。

本申請案的光調節元件可更包括位於第一基板及第二基板的每一者的一側上的電極層(例如圖1或圖2所示的電極層500)，只要不妨礙本申請案的效果即可。在一個實例中，每一電極層可形成於第一基板的第一表面與壓敏黏著劑層或黏著劑層之間及/或第二基板的第一表面與配向膜之間。

電極層可向液晶層施加適當的電場，使得可切換液晶分子的配向狀態。電場的方向可為垂直或水平方向，例如液晶層的厚度方向或平面方向。

電極層可為例如透明導電層。透明導電層可藉由沈積例如導電聚合物、導電金屬、導電奈米線或例如氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)等金屬氧化物及類似物來形成。此外，能夠形成透明導電層的各種材料及形成方法是已知的，其可不受限制地應用。

本申請案的光調節元件可根據需要包括其他附加部件。亦即，依據驅動模式，即使光調節元件僅具有上述結構，上述透明模式及黑色模式的實施以及其之間的切換亦為可能的，但為便於該些模式的實施或切換，亦可包括附加部件。

舉例而言，所述元件可更包括位於第一基板及/或第二基板的第二表面上的偏振層。術語偏振層可指將自然光或非偏振光轉換成偏振光的組件。在一個實例中，偏振層可為線性偏振層。線性偏振層是指選擇性透射光是在任一方向上振動的線性偏振光而選擇性吸收或反射光是在與線性偏振光的振動方向正交的方向上振動的線性偏振光的情形。亦即，線性偏振層可具有在平面方向上彼此正交的透射軸及吸收軸或反射軸。

偏振層可為吸收偏振層或反射偏振層。作為吸收偏振層，例如，可使用其中碘被染色至例如PVA拉伸膜等聚合物拉伸膜的偏振層、或者其中以取向狀態聚合的液晶被用作主體並且沿著液晶的取向排列的二色性染料被用作客體的客體-主體偏振層，但並非僅限於此。作為反射偏振層，例如，可使用被稱為所謂的雙亮度增強膜(dual brightness enhancement film，DBEF)的反射偏振層或藉由塗佈液晶化合物(例如，溶致液晶(lyotropic liquid crystal， LLC))形成的反射偏振層，但並非僅限於此。

然而，在一個實例中，光調節元件可不包括偏振層。

上述光調節元件在未施加電壓時可以扭轉取向狀態存在，以表現出最小透射率，並且在施加電壓時可以垂直對準狀態存在，以表現出最大透射率。

光調節元件在表現出最大透射率的透明模式狀態下的透射率可為至少20%或大於20%、21%或大於21%、22%或大於22%、23%或大於23%、24%或大於24%、25%或大於25%、26%或大於26%、27%或大於27%、28%或大於28%、29%或大於29%、30%或大於30%、31%或大於31%、32%或大於32%、33%或大於33%、34%或大於34%、35%或大於35%、40%或大於40%、45%或大於45%、50%或大於50%、55%或大於55%、60%或大於60%、65%或大於65%、70%或大於70%、或80%或大於80%左右。光調節元件在表現出最小透射率的黑色模式狀態下的透射率可為10%或小於10%、9%或小於9%、8%或小於8%、7%或小於7%、6%或小於6%、5%或小於5%、4%或小於4%、3%或小於3%、2%或小於2%、1%或小於1%、0.9%或小於0.9%、0.8%或小於0.8%、0.7%或小於0.7%、0.6%或小於0.6%、0.5%或小於0.5%、0.4%或小於0.4%、或0.3%或小於0.3%。

透明模式下的透射率越高越有利，且黑色模式下的透射率越低越有利，使得透明模式下的透射率的上限及黑色模式下的透射率的下限不受特別限制。在一個實例中，透明模式狀態下的透 射率的上限可為約100%，且黑色模式狀態下的透射率的下限可為約0%。

在一個實例中，本申請案的光調節元件可在無偏振層的狀態下實施透射率。

在一個實例中，光調節元件中透明模式狀態下的透射率與黑色模式狀態下的透射率之間的差(透明模式-黑色模式)可為25%或大於25%、26%或大於26%、27%或大於27%、28%或大於28%、29%或大於29%、30%或大於30%、35%或大於35%、或40%或大於40%。此外，其亦可為90%或小於90%、85%或小於85%、80%或小於80%、75%或小於75%、70%或小於70%、65%或小於65%、60%或小於60%、55%或小於55%、50%或小於50%、45%或小於45%、44%或小於44%、43%或小於43%、42%或小於42%、41%或小於41%、40%或小於40%、39%或小於39%、38%或小於38%、37%或小於37%、36%或小於36%、35%或小於35%、34%或小於34%、33%或小於33%、32%或小於32%、或31%或小於31%。

本申請案可提供一種光調節元件，其具有優異的透射率可變水準(透明狀態下的透射率與黑色模式狀態下的透射率之間的差)，同時如上所述在黑色模式狀態下實施低透射率。

上述透射率可為藉由在以下將闡述的實例中描述的方法量測的透射率。

上述透射率及反射率可分別為可見光區域內任何一個 波長(例如，約400奈米至700奈米或約380奈米至780奈米)的透射率或反射率，或者可為整個可見光區域的透射率或反射率，或者可為整個可見光區域的透射率或反射率中的最大或最小透射率或反射率，或者可為可見光區域內透射率或反射率的平均值。

此種光調節元件可應用於各種應用。可應用光調節元件的應用包括用作建築物玻璃或車輛天窗的窗戶，但並非僅限於此。舉例而言，可舉例說明應用於包括建築物、容器或車輛在內的封閉空間中的開口的應用，例如玻璃或天窗或眼鏡等，或者窗戶及門、有機發光二極體(organic light emitting device，OLED)的遮光板等。此處，在眼鏡的範圍內，可包括被形成為使得觀察者可經由透鏡觀察外部的所有眼鏡(例如，普通眼鏡、太陽鏡、運動護目鏡或頭盔)或者可穿戴元件(例如，用於體驗虛擬實境或增強實境的儀器)。

能夠由本申請案的光調節元件應用的典型應用可包括車輛天窗。在一個實例中，光調節元件本身可為車輛天窗。舉例而言，在包括其中形成有至少一或多個開口的車身的車輛中，可安裝及使用光調節元件或安裝在開口上的車輛天窗。

天窗是車輛天花板上的一個固定或操作(通風或滑動)開口，其可統指能夠發揮作用以允許光線或新鮮空氣進入車輛內部的元件。在本申請案中，操作天窗的方法不受特別限制，且例如，其可手動操作或由馬達驅動，其中天窗的形狀、尺寸或樣式可根據預期用途適當選擇。舉例而言，根據操作方法，天窗可由以下舉例 說明：彈出型天窗、擾流板(瓦片&滑動)型天窗、內置型天窗、折疊型天窗、頂裝型天窗、全景車頂系統型天窗、可移除車頂面板(t-top或targa roofts)型天窗或太陽能型天窗等，但並非僅限於此。

本申請案的示例性天窗可包括本申請案的光調節元件，並且在此種情形中，關於光調節元件的細節，在光調節元件的項目中描述的內容可同等地應用。

在本申請案中，可提供一種光調節元件及其使用，所述光調節元件具有寬的透射率可變範圍，並且不會引起例如液晶缺陷或可見度劣化等問題，同時在黑色模式下實施低透射率。

101:第一基板

103:壓敏黏著劑層或黏著劑層

201:第二基板

203:液晶配向膜

300:液晶層

400:分隔壁間隔件

500:電極層

d:胞元間隙

G:距離

I_I、I_T:光

λ₁、λ₂:波長

圖1及圖2是示例性光調節元件的結構的示意圖。

圖3是用於確認比較例1的光調節元件的液晶缺陷的光學照片。

圖4是用於確認實例1的光調節元件的液晶缺陷的光學照片。

圖5是用於確認實例2的光調節元件的液晶缺陷的光學照片。

圖6及圖7是與評估液晶胞元的厚度(胞元間隙)的內容相關的視圖。

在下文中，將藉由實例及比較例更詳細地描述本申請案，但本申請案的範圍不限於以下實例。

1.評估液晶胞元的厚度(胞元間隙)

以下列方式使用光譜儀量測了液晶胞元的厚度，即胞元間隙。如圖6所示，用光I_I照射具有胞元間隙d的液晶胞元的一側，並量測自另一側透射的光I_T。在照射光時，照射角度平行於透射率可變層的虛擬表面法線方向。當以此種方式檢查每個波長的透射率時，由於相長干擾等，可獲得如圖7所示的透射率曲線圖。在圖7中，X軸是波長(nm)，且Y軸是透射率(%)。如圖7所示獲得的曲線圖與胞元間隙d具有以下方程式E的關係，胞元間隙d是透射率可變層的厚度，其中在以下方程式E中，κ是圖7中波長λ₁與波長λ₂之間存在的峰的數量。亦即，自如圖7所示獲得的曲線圖中，可藉由獲得波長λ₁與波長λ₂之間的峰的數量，即κ，並將波長λ₁及λ₂代入方程式E而獲得胞元間隙d。

實例1

在其中氧化銦錫(ITO)層在第一表面上沈積至約30奈米左右的厚度的厚度為125微米左右的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(poly(ethylene terephthalate)，PET)膜(第一基板)中，在ITO 層上形成矽酮壓敏黏著劑層。壓敏黏著劑層藉由在ITO層上棒塗被稱為所謂的光學透明黏著劑(OCA)的矽酮壓敏黏著劑組成物(信越(Shinetsu)，KR3700)而形成至約10微米左右的厚度，在約150℃左右下將其乾燥5分鐘。

在其中氧化銦錫(ITO)層在第一表面上沈積至約30奈米左右的厚度的厚度為125微米左右的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)膜(第二基板)中，在ITO層上形成構成蜂巢的正六邊形(封閉圖形)的分隔壁間隔件，所述分隔壁間隔件具有約450微米左右的節距、約12微米左右的高度(胞元間隙)及約30微米左右的線寬作為蜂巢型分隔壁間隔件。因此，由分隔壁間隔件形成的封閉圖形(正六邊形)的面積近似為2.14平方毫米左右。使用可紫外線固化丙烯酸樹脂組成物，藉由傳統微影方法形成分隔壁間隔件。將水平配向膜(尼桑(Nissan)，SE-7492K)在間隔件上形成至約300奈米左右的厚度，且在一個方向上摩擦水平配向膜。

將液晶組成物塗佈在第二基板的水平配向膜的表面上，並將第一基板的壓敏黏著劑層層疊成面向液晶組成物的塗佈表面。

此處，作為液晶組成物，使用包含液晶化合物(JNC，SHN-5011XX)、手性摻雜劑(HCCH，S811)及二色性染料(黑色染料)的組成物。手性摻雜劑在液晶胞元中的用量為3.7重量%，且二色性染料在液晶胞元中的用量為3重量%。

如此形成的液晶胞元的節距(p)約為2.5微米左右，且胞元間隙(d)(約12微米左右)對節距(p)的比率(d/p)約為 4.8左右。

此處，液晶胞元的節距是根據在D.Podolskyy等人的文獻使用條紋楔形格蘭讓-卡諾胞元準確量測膽固醇節距的簡單方法(Simple method for accurate measurements of the cholesteric pitch using a stripe-wedge Grandjean-Cano cell)(液晶，第35卷，第7期，2008年7月，789-791)中闡述的方法藉由使用楔形胞元的量測方法來量測的。

所述液晶胞元是當未施加電壓時扭轉角度為1720度的HTN模式液晶胞元。

實例2

除了應用方形分隔壁間隔件作為所述間隔件之外，以與實例1中相同的方式製造了液晶胞元。方形分隔壁間隔件的節距約為450微米，高度約為10微米，且線寬約為30微米左右。

此外，所形成的液晶胞元的節距(p)約為2.5微米左右，且胞元間隙(d)(約為10微米)對節距(p)的比率(d/p)約為4.0左右。

實例2的液晶胞元亦為當未施加電壓時扭轉角度為1720度的HTN模式液晶胞元。

實例3

除了執行以下步驟之外，以與實例1中相同的方式製備了液晶胞元。在第二基板的氧化銦錫(ITO)層上形成了方形分隔壁間隔件作為所述間隔件。方形分隔壁間隔件的節距約為350微 米，高度約為6.3微米，且線寬約為30微米左右。除了在第二基板的分隔壁間隔件上未形成配向膜之外，以與實例1中相同的方式製造了液晶胞元。

液晶胞元的節距(p)約為1.6微米左右，且胞元間隙(d)對節距(p)的比率(d/p)約為4.0(=約3.94)左右。實例3的液晶胞元亦為當未施加電壓時扭轉角度為1720度的HTN模式液晶胞元。

比較例1

作為配向膜形成材料，使用作為摩擦配向膜形成材料的用於垂直配向膜的聚醯亞胺系材料(Nissan，SE-5661)。藉由將配向膜形成材料溶解在濃度為約3重量%的溶劑中來製備配向膜形成材料。作為溶劑，使用其中以7：3(PGME：GBL)的重量比混合丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether，PGME)與γ-丁內酯(gamma-butyrolactone，GBL)的混合溶劑。配向膜形成材料藉由在配向膜形成材料與溶劑的混合物中配製直徑約為12微米左右的球間隔件使得在整個配向膜形成材料中的濃度約為1重量%左右來製備。

用棒式塗佈機在一側上形成有氧化銦錫(ITO)電極層的聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)膜上將塗佈材料塗佈至合適的厚度，且然後在約130℃的溫度下經受熱處理約10分鐘以形成第一基板。

作為第二基板，使用其中如上所述在一側上依序形成有 氧化銦錫(ITO)電極層及已知的聚醯亞胺水平配向膜(Nissan，SE-7492K)的無任何間隔件的聚碳酸酯(polycarbonate，PC)膜。

藉由在第二基板的水平配向膜的表面上塗佈液晶組成物，並層疊第一基板的垂直配向膜層以面向液晶組成物的塗佈表面來製造液晶胞元。作為液晶組成物，使用包含液晶化合物(JNC，SHN-5011XX)、手性摻雜劑(HCCH，S811)及二色性染料(黑色染料)的組成物。手性摻雜劑在液晶胞元中的含量為約2.3重量%，且二色性染料在液晶胞元中的含量為約3重量%。

液晶胞元的厚度(d)約為10微米，節距(p)約為4微米左右，且胞元間隙(d)對節距(p)的比率(d/p)約為2.5左右。液晶胞元是在未施加電壓時扭轉角度為1000度的液晶胞元。

比較例2

除了調整液晶胞元的厚度(d，胞元間隙)使得胞元間隙(d)對節距(p)的比率(d/p)約為2.5左右之外，以與實例1中相同的方式製造了液晶胞元。

比較例3

除了調整液晶胞元的厚度(d，胞元間隙)使得胞元間隙(d)對節距(p)的比率(d/p)約為12左右之外，以與實例1中相同的方式製造了液晶胞元。

實驗例1.

評估在實例及比較例中製備的液晶胞元的透射率可變率。

根據ASTM D1003標準，使用霧度計(NDH5000SP，西考斯(Sekos))量測了透射率。當波長為380奈米至780奈米的光入射至積分球中的量測對象上時，入射光被量測對象分成漫射光(DT，漫射光及發射光的總和)及直射光(PT，自正面方向發射的光，不包括漫射光)。漫射光及直射光可各自藉由將其聚集在積分球中的光接收組件上來量測。亦即，藉由以上製程，總透射光(TT)被定義為漫射光(DT)與直射光(PT)的總和(DT+PT)，並且總透射光指總透射率。

比較例及實例的總透射率已示於下表1中，其中黑色模式是無電壓施加至液晶胞元的狀態(0伏特)，且透明模式是60伏特的電壓施加至液晶胞元的狀態。

自表1的結果可確認，根據本申請案的液晶胞元相對於黑色模式表現出高透射率，而在黑色模式狀態下表現出較低的透射率。

另一方面，比較例1及比較例2的液晶胞元在黑色模式下具有高透射率，且因此，在透明模式下，透射率相對於黑色模式 的比率不高。

此外，比較例3在黑色模式下顯示出低透射率，但在透明模式下的透射率未被適當地確保。

同時，圖3是比較例1的液晶胞元的光學照片，且圖4及圖5分別為實例1及實例2的液晶胞元的光學照片。自附圖來看，在未應用分隔壁間隔件的比較例1的情形中，在本申請案的液晶胞元的模式中出現了光學缺陷，例如油性條紋線，從而導致可見度問題。

101:第一基板

103:壓敏黏著劑層或黏著劑層

201:第二基板

203:液晶配向膜

300:液晶層

400:分隔壁間隔件

500:電極層

G:距離

Claims (13)

1. 一種光調節元件，包括：第一基板，在其第一表面上形成有壓敏黏著劑層或黏著劑層；第二基板，具有第一表面，其中所述第一表面被設置成面向所述第一基板的所述第一表面；以及液晶層，位於所述第一基板與所述第二基板之間，其中所述第一基板與所述第二基板之間的距離由分隔壁間隔件保持，其中所述液晶層包含液晶化合物及手性摻雜劑，其中所述液晶層被形成為能夠實施扭轉取向，並且其中所述液晶層的厚度對所述液晶層在所述扭轉取向中的節距的比率大於2.8且為10或小於10，其中所述分隔壁間隔件具有在100微米至1,000微米範圍內的節距。
2. 如請求項1所述的光調節元件，其中在所述第一基板上未形成配向膜。
3. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中所述分隔壁間隔件是蜂巢型間隔件、四邊形間隔件或隨機型間隔件。
4. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中所述液晶層具有在0.1微米至50微米範圍內的厚度。
5. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中所述分隔壁間隔件的節距對所述液晶層的厚度的比率在10至100的範圍內。
6. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中所述分隔壁間隔件的節距對所述液晶層的節距的比率在50至500的範圍內。
7. 如請求項1所述的光調節元件，其中所述液晶層更包含二色性染料。
8. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中液晶配向膜形成於所述第二基板的所述第一表面上。
9. 如請求項8所述的光調節元件，其中所述液晶配向膜是垂直配向膜或水平配向膜。
10. 如請求項1或2所述的光調節元件，其中在所述第二基板上未形成液晶配向膜。
11. 如請求項1或2所述的光調節元件，在未施加電壓時處於扭轉取向中。
12. 如請求項1或2所述的光調節元件，在未施加電壓時表現出最小透射率。
13. 一種窗戶，包括如請求項1至12中任一項所述的光調節元件。

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