液晶窗和包括其的光学元件制造技术

本发明专利技术涉及液晶窗、其制造方法、包括所述液晶窗的光学元件及其用途。本发明专利技术的液晶窗及其制造方法具有优异的间隔件固定特性，因此具有优异的盒间隙保持特征，并且可以有效地防止基础层的热受损并且在制造工艺中是经济的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶窗和包括其的光学元件
本专利技术涉及液晶窗、光学元件及其用途。本申请要求于2015年12月17日提交的韩国专利申请第10-2015-0180901号的优先权。
技术介绍
使用液晶化合物的显示器用于各种显示装置和透射率可变装置。为了在一对基础层之间布置包含液晶化合物的液晶层并且保持位于液晶层的两侧的层之间的间隙，使用这样的液晶化合物的显示器包括间隔件。用于保持液晶显示器中的盒(cell)间隙的间隔件可为球状或柱状，可根据显示装置的目的和用途使用不同形状和材料的间隔件。同时，在尝试通过使用球状间隔件来保持液晶层的盒间隙的情况下，由于间隔件的流动，发挥保持盒间隙的功能仍存在一定的问题，为了解决该问题，已开发了用于固定球状隔离件的不同技术。虽然这样的球状间隔件固定技术通常采用使用热熔融和固定间隔件的表面部分的方法，但是该方法花费长时间以暴露于热并且具有多种问题，例如当温度过度增大时基础层受损，因此需要对于固定球状间隔件的方法的新的需求。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是通过使间隔件的流动最小化来提供具有优异的取向特征并且同时具有优异的盒间隙保持特征的液晶窗和包括其的光学元件。本专利技术的另一个目的是提供防止由于热等而导致的受损并且工艺经济的制造液晶窗的方法。本专利技术的又一个目的是提供液晶窗和光学元件的用途。技术方案本专利技术涉及液晶窗和其制造方法、包括液晶窗的光学元件及其用途。本专利技术的液晶窗用作光学元件的一个组件。具体地，液晶窗可包括其透射率根据是否施加外部作用而变化从而使光学元件能够选择性地切换至透射模式或阻挡模式的液晶层。本专利技术的这种液晶窗可通过改进间隔件的固定方法来防止由于热而导致的基础层的受损，所述间隔件能够保持存在于液晶层的上部和下部的层的间隙；所述液晶窗还通过有效地固定间隔件而具有优异的盒间隙保持特征。也就是说，本专利技术的用于光学元件的液晶窗包括：包含液晶化合物的液晶层；布置在所述液晶层的两侧以诱导所述液晶化合物的取向的取向膜；以及间隔件，所述间隔件形成为能够保持存在于所述液晶层的上部和下部的层的间隙并且被嵌入和固定在布置在所述液晶层的两侧的任何一个所述取向膜上。通常，为了固定包括在液晶窗中的间隔件，使用向其上形成有取向膜的基础层上涂覆和干燥包含间隔件的溶液然后再向其施加热的固定方法，但是在该情况下，可发生由于热而导致的基础层变形，并且根据加热方法还需要许多时间，使得其在制品生产率方面是不利的，此外，通过这样的固定方法，可发生间隔件的流动，使得对于确保盒间隙保持特征而言是不利的方面。因此，如下所述，本专利技术可以通过向基础层上涂覆用于形成包含间隔件的取向膜的组合物并且使间隔件嵌入取向膜中并固定来克服上述问题。在此，术语“嵌入”可意指间隔件(201)的某部分被包括在形成在基础层(500a)上的取向膜(200a)内的状态，如图1所示。本专利技术的液晶窗可包括包含液晶化合物的液晶层，所述液晶化合物的取向根据是否施加外部作用而变化从而提供光学元件的透射模式或阻挡模式。本专利技术中的术语“外部作用”意指能够改变包含在液晶层中的液晶化合物的取向的外力。在一个实例中，外部作用可为通过以下将描述的电极层诱导的外部电压。在本专利技术中，包含在液晶层中的液晶化合物可以无限制地使用，只要其可以根据外部作用的存在或不存在而改变取向方向即可。在一个实例中，作为液晶化合物，可以使用近晶型液晶化合物、向列型液晶化合物或胆甾型液晶化合物等。此外，液晶化合物可为例如没有可聚合基团或可交联基团的化合物，使得可以通过外部信号施加来改变取向方向。在一个实例中，向列型液晶化合物可以用作液晶化合物。作为以上化合物，例如，可以使用满足以下方程式1的向列型液晶化合物。[方程式1](1.53-b)＜{(2no2+ne2)/3}0.5＜（1.53+b)在方程式1中，no为液晶化合物的寻常折射率，例如，向列型液晶化合物在单轴方向上的折射率，ne为液晶化合物的非常折射率，例如液晶化合物在长轴方向上的折射率，并且b为满足0.1至1的数。可以选择满足方程式1的液晶化合物来制造其中即使在不施加电压时也可以确保优异的透明度的液晶盒。在方程式1中，在另一个实例中，b可为0.1至0.9、0.1至0.7、0.1至0.5、或0.1至0.3。液晶化合物的非常介电各向异性(εe，长轴方向的介电各向异性)与寻常介电各向异性(εo，单轴方向的介电各向异性)之差还可为至少3、至少3.5、至少4、至少6、至少8、或至少10。具有这样的介电各向异性，可以提供具有优异的驱动电压特征的元件。在介电各向异性差中，数值越高，元件可表现出越合适的特征，其中上限没有特别限制。例如，作为液晶化合物，可以使用非常介电各向异性(εe)为6至50且寻常介电各向异性(εo)为2.5至7的化合物。液晶层还可包含各向异性染料。在本专利技术中，术语“染料”可意指能够在可见光区内的至少一些范围或全部范围内(例如，波长范围为400nm至700nm)强烈地吸收光和/或使光变形的材料，术语“各向异性染料”可意指允许各向异性地吸收在可见光区的至少一些范围或全部范围内的光的材料。可以通过使用上述各向异性染料来控制液晶窗和包括其的光学元件的光透射率。虽然各向异性染料没有特别限制，但是可以使用例如黑色染料或彩色染料。作为各向异性染料，可以使用二色性比(即，平行于各向异性染料的长轴方向的偏振光的吸收除以平行于与长轴方向垂直的方向的偏振光的吸收的值)为至少1、至少2或至少3的染料。染料可以在可见光区的波长范围内的至少一些波长或任一波长处(例如，在约380nm至700nm或约400nm至700nm的波长范围内)满足所述二色性比。二色性比的上限可为例如30或更小、20或更小、15或更小、或者14或更小。也就是说，二色性比可为1至30、2至20、3至15或3至14。各向异性染料的种类没有特别限制，例如可以使用已知具有能够根据液晶化合物的取向而取向的特征同时具有上述特征的所有类型的染料。当液晶层中包含各向异性染料时，可促进包括所述液晶窗的元件变薄。具体地，当光学元件中包含液晶化合物和各向异性染料时，存在于液晶层中的液晶化合物和各向异性染料的取向受控，使得可以控制与各向异性染料的取向方向平行的方向的偏振光和与其垂直的方向的偏振光的各向异性光吸收。例如，可以通过施加外部信号来控制液晶层中液晶化合物和/或各向异性染料的取向，并且因此液晶层可以根据是否施加外部信号来控制各向异性光吸收。相对于100重量份液晶化合物，这样的各向异性染料可以以例如1重量份至10重量份或1重量份至5重量份的比例包含在液晶层中。液晶化合物可包含在液晶层中，同时具有特定取向。在一个实例中，在不存在外部作用的情况下，液晶化合物可以在水平、垂直或倾斜取向上取向。在本专利技术中，术语“水平取向”可意指液晶层的光轴相对于液晶层的平面的倾角在约0度至15度、约0度至10度、以及约0度至5度的范围内的情况。在本专利技术中，术语“垂直取向”可意指液晶层的光轴相对于液晶层的平面的倾角为约90度至85度的情况。在本专利技术中，术语“倾斜取向”可意指液晶层的光轴相对于液晶层的平面具有除水平取向或垂直取向之外的倾角的情况，例如可意指液晶层的光轴相对于液晶层的平面的倾角大于约15度至小于85度的情况。考虑到液晶窗的驱动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学元件的液晶窗，包括：包含液晶化合物的液晶层；布置在所述液晶层的两侧上并且诱导所述液晶化合物的取向的取向膜；以及间隔件，所述间隔件形成为能够保持存在于所述液晶层的上部和下部的层的间隙并且被嵌入和固定至布置在所述液晶层的两侧的任何一个所述取向膜上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 KR 10-2015-01809011.一种用于光学元件的液晶窗，包括：包含液晶化合物的液晶层；布置在所述液晶层的两侧上并且诱导所述液晶化合物的取向的取向膜；以及间隔件，所述间隔件形成为能够保持存在于所述液晶层的上部和下部的层的间隙并且被嵌入和固定至布置在所述液晶层的两侧的任何一个所述取向膜上。2.根据权利要求1所述的用于光学元件的液晶窗，其中所述液晶化合物为近晶型、向列型或胆甾型液晶化合物，所述液晶层还包含二色性比在1至30范围内的各向异性染料，以及所述液晶层的厚度在5μm至30μm的范围内。3.根据权利要求1所述的用于光学元件的液晶窗，还包括布置在所述液晶层的一侧或两侧方向上的基础层；以及形成在所述基础层上的电极层。4.根据权利要求1所述的用于光学元件的液晶窗，其中所述取向膜是包含可取向化合物和间隔件的组合物的涂层，所述间隔件以0.1重量％至5重量％的范围包含在所述组合物中。5.根据权利要求1所述的用于光学元件的液晶窗，其中所述间隔件为球型间隔件，所述间隔件的直径在1μm至100μm的范围内。6.根据权利要求1所述的用于光学元件的液晶窗，其中所述间隔件包含选自由以下组成的组中的任一者：热固性树脂或可紫外固化树脂、玻璃纤维和二氧化硅。7.根据权利要求1所述的用于光学元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正云，柳秀英，全炳建，朴文洙，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR