(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動液晶フィルム層および反射層を備える光変調デバイスであって、
前記能動液晶フィルム層は、対向配置されている第１高分子フィルム基板および第２高分子フィルム基板と、前記第１高分子フィルム基板と前記第２高分子フィルム基板の間に存在し、液晶ホストおよび二色性染料ゲストを含む能動液晶層とを含み、
前記能動液晶層は、第１配向状態と、前記第１配向状態とは異なる第２配向状態との間をスイッチングすることができ、
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、それぞれ、５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差が４，０００ｎｍ以上であり、
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれは、延伸高分子フィルムであり、
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれの第１方向は、ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向であり、前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれの第２方向は、ＭＤ（ｍａｃｈｉｎｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向であり、
前記第１高分子フィルム基板の第１方向と前記第２高分子フィルム基板の第１方向とのなす角度が０度〜１０度の範囲内となるように配置されており、
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、それぞれ、前記第２方向における弾性率（ＹＭ２）と前記第１方向における弾性率（ＹＭ１）との比率（ＹＭ１／ＹＭ２）が１．５以上であり、
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、それぞれ、前記第１方向における弾性率（ＹＭ１）が２〜１０ＧＰａの範囲内であり、
前記弾性率（ＹＭ１）及び前記弾性率（ＹＭ２）は、試験片を、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記試験片の長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして測定装備に固定した後に、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えることにより測定される、
光変調デバイス。
【請求項２】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、それぞれ、一面に電極層が形成された電極フィルム基板であり、前記各電極層が対向するように前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板が配置されている、請求項１に記載の光変調デバイス。
【請求項３】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、ポリエステルフィルム基板である、請求項１または２に記載の光変調デバイス。
【請求項４】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれの第１方向における伸び率が１５％以上であり、
前記伸び率は、試験片を、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記試験片の長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして測定装備に固定した後に、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えることにより測定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項５】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれの第１方向における伸び率（Ｅ１）と、前記第１方向と垂直をなす第２方向における伸び率（Ｅ２）との比率（Ｅ１／Ｅ２）が３以上であり、
前記伸び率（Ｅ１）及び伸び率（Ｅ２）は、試験片を、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記試験片の長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして測定装備に固定した後に、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えることにより測定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項６】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板のそれぞれは、第１方向および第２方向の両方と４０度〜５０度の範囲内の角度をなす第３方向における伸び率（Ｅ３）が、前記第１方向における伸び率（Ｅ１）に比べて大きく、前記第３方向における伸び率（Ｅ３）と前記第２方向における伸び率（Ｅ２）との比率（Ｅ３／Ｅ２）が５以上であり、
前記伸び率（Ｅ１）〜（Ｅ３）は、試験片を、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記試験片の長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして測定装備に固定した後に、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えることにより測定される、請求項１から５のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項７】
前記第１高分子フィルム基板および前記第２高分子フィルム基板は、それぞれ、第２方向における最大応力（ＭＳ２）と第１方向における最大応力（ＭＳ１）との比率（ＭＳ１／ＭＳ２）が２以上であり、
前記最大応力（ＭＳ１）及び前記最大応力（ＭＳ２）は、試験片を、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記試験片の長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして測定装備に固定した後に、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えることにより測定される、請求項１から６のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項８】
第１方向における最大応力（ＭＳ１）が１５０〜２５０ＭＰａの範囲内である、請求項７に記載の光変調デバイス。
【請求項９】
前記反射層がミラー反射層である、請求項１から８のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項１０】
前記能動液晶フィルム層と前記反射層との間に１／４波長板をさらに含む、請求項９に記載の光変調デバイス。
【請求項１１】
前記反射層として第１反射型偏光子および第２反射型偏光子をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
【請求項１２】
液晶化合物を含む能動液晶層を有する光変調フィルム層をさらに含み、前記能動液晶フィルム層、前記第１反射型偏光子、前記光変調フィルム層および前記第２反射型偏光子を順に含む、請求項１１に記載の光変調デバイス。
【請求項１３】
左眼用レンズと右眼用レンズと、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズを支持するフレームとを含むアイウェアであって、
前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズは、それぞれ、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光変調デバイスを含むアイウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、光変調デバイスに関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年４月２８日付けの韓国特許出願第１０−２０１７−００５４９６４号、２０１８年１月１１月付けの韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８３号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８４号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８５号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８６号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８７号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８８号、韓国特許出願第１０−２０１８−０００３７８９号、２０１８年１月１２日付けの韓国特許出願第１０−２０１８−０００４３０５号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
【背景技術】
【０００３】
対向する２つの基板の間に液晶化合物などを含む光変調層を位置させた光変調デバイスは、多様な用途に使用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１（ヨーロッパ公開特許第００２２３１１号）には、液晶ホスト物質（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｈｏｓｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）と二色性染料ゲスト（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｄｙｅ  ｇｕｅｓｔ）の混合物を適用したいわゆるＧＨセル（Ｇｕｅｓｔ  ｈｏｓｔ  ｃｅｌｌ）を光変調層として使用した透過率可変装置が知られている。
【０００５】
このようなデバイスにおいて前記基板としては、主に光学的等方性に優れ、寸法安定性などが良いガラス基板が使用されてきた。
【０００６】
光変調デバイスの用途がディスプレイ装置に限定されず、アイウェアやサンルーフなどのスマートウィンドウなどに拡大され、デバイスの形態も、平面に限定されず、フォールディング（Ｆｏｌｄｉｎｇ）形態など多様なデザインが適用され、いわゆるフレキシブルデバイスなどの必要性も提起されて、光変調デバイスの基板としてガラス基板の代わりに高分子フィルム基板を適用しようとする試みがある。
【０００７】
高分子フィルム基板を適用する場合には、ガラス基板と類似した特性を確保するために、できるだけ光学的に等方性であり、いわゆるＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向における物性の差異が小さいフィルム基板を適用することが有利であると知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願は、光変調デバイスに関する。本出願では、光学的および機械的に非等方性である高分子フィルムを基板として適用して、機械的物性と光学的物性が共に優れた光変調デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書において角度を定義する用語のうち垂直、平行、直交または水平などは、目的効果を損傷させない範囲においての実質的な垂直、平行、直交または水平を意味し、前記垂直、平行、直交または水平の範囲は、製造誤差（ｅｒｒｏｒ）または偏差（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）等の誤差を含むものである。例えば、前記それぞれの場合は、約±１５度以内の誤差、約±１０度以内の誤差または約±５度以内の誤差を含むことができる。
【００１０】
本明細書で言及する物性のうち測定温度が当該物性に影響を及ぼす場合、特に別途規定しない限り、前記物性は、常温で測定した物性である。
【００１１】
本明細書で用語「常温」は、特に加温されるか、または減温されない状態における温度であって、約１０℃〜３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、例えば、約１５℃以上、１８℃以上、２０℃以上または約２３℃以上であり、且つ、約２７℃以下の温度を意味する。また、特に別途規定しない限り、本明細書で言及する温度の単位は、℃である。
【００１２】
本明細書で言及する位相差および屈折率は、特に別途規定しない限り、約５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率を意味する。
【００１３】
特に別途規定しない限り、本明細書で言及する任意の２つの方向がなす角度は、前記２つの方向がなす鋭角または鈍角のうち鋭角であるか、または時計回りの方向または反時計回りの方向に測定された角度のうち小さい角度であってもよい。したがって、特に別途規定しない限り、本明細書で言及する角度は、正数である。ただし、場合によって、時計回りの方向または反時計回りの方向に測定された角度間の測定方向を表示するために、前記時計回りの方向に測定された角度および反時計回りの方向に測定された角度のうちいずれか一つの角度を正数で表記し、他の一つの角度を負数で表記することもできる。
【００１４】
本明細書で能動液晶層または光変調層に含まれる液晶化合物は、液晶分子、液晶ホスト（二色性染料ゲストとともに含まれる場合）または単に液晶と呼称されることもできる。
【００１５】
本出願は、光変調デバイスに関する。用語「光変調デバイス」は、少なくとも２つ以上の異なる光の状態の間をスイッチングし得るデバイスを意味する。前記で異なる光の状態は、少なくとも透過率および／または反射率が異なる状態を意味する。
【００１６】
前記光変調デバイスが具現することができる状態の例としては、透過モード状態、遮断モード状態、高反射モード状態および／または低反射モード状態がある。
【００１７】
一例において、前記光変調デバイスは、少なくとも前記透過モード状態と遮断モード状態との間をスイッチングし得るデバイスであるか、あるいは、前記高反射モードと低反射モードとの間をスイッチングし得るデバイスであってもよい。
【００１８】
前記透過モード状態における光変調装置の透過率が少なくとも２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上程度であってもよい。また、前記遮断モード状態における光変調装置の透過率は、６０％以下、５５％以下、５０％以下、４５％以下、４０％以下、３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下または５％以下であってもよい。透過モードで透過率は、高いほど有利であり、遮断モードでは、透過率が低いほど有利であるので、前記透過モード状態の透過率の上限と遮断モード状態の透過率の下限は、特に制限されず、一例において、前記透過モード状態の透過率の上限は、約１００％であり、遮断モード状態における透過率の下限は、約０％であってもよい。
【００１９】
一例において、前記透過モード状態と遮断モード状態との間をスイッチングし得る光変調デバイスにおいて前記透過モード状態における透過率と遮断モード状態における透過率との差異（透過モード−遮断モード）は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上であってもよく、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下、５０％以下または４５％以下であってもよい。
【００２０】
前記言及された透過率は、例えば、直進光透過率であってもよい。直進光透過率は、前記デバイスに入射した光に対する前記入射方向と同一方向に透過した光の比率の百分率である。例えば、前記デバイスがフィルムまたはシート形態であれば、前記フィルムまたはシート表面の法線方向に並ぶ方向に入射した光のうちやはり前記法線方向に並ぶ方向に前記デバイスを透過した光の百分率を前記透過率として定義することができる。
【００２１】
前記高反射モード状態における光変調装置の反射率は、少なくとも１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上程度であってもよい。また、前記低反射モード状態において光変調装置の反射率は、２０％以下、１５％以下、１０％以下、７％以下、６％以下、５％以下または４％以下であってもよい。高反射モードで反射率は、高いほど有利であり、低反射モードでは、反射率が低いほど有利であるので、前記高反射モード状態の反射率の上限と低反射モード状態の反射率の下限は、特に制限されず、一例において、前記高反射モード状態における反射率は、約１００％以下、約９０％以下、約８０％以下、約７０％以下、約６０％以下、５５％以下、５０％以下または約４０％以下程度であってもよく、低反射モード状態における反射率は、約０％以上、約０．１％以上、１％以上、３％以上または５％以上であってもよい。
【００２２】
なお、一例において、前記低反射モード状態と高反射モード状態との間をスイッチングし得る光変調デバイスにおいて前記高反射モード状態における反射率と低反射モード状態における反射率との差異（高反射モード−低反射モード）は、５％以上、１０％以上１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上であってもよく、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下、５０％以下または４５％以下であってもよい。
【００２３】
前記言及された透過率および反射率は、それぞれ、可視光領域、例えば、約４００〜７００ｎｍまたは約３８０〜７８０ｎｍの範囲内のいずれか一つの波長に対する透過率または反射率であるか、前記可視光領域の全体に対する透過率または反射率であるか、前記可視光領域の全体に対する透過率または反射率のうち最大または最小透過率または反射率であるか、または、前記可視光領域内の透過率の平均値または反射率の平均値であってもよい。
【００２４】
本出願の光変調デバイスは、前記透過モード、遮断モード、高反射モードおよび低反射モード状態から選択されたいずれか一つの状態および他の一つの状態の少なくとも２つ以上の状態の間をスイッチングし得るように設計することができる。必要に応じて、前記状態以外に他の状態、例えば、前記透過モードおよび遮断モード状態の中間透過率の状態、前記高反射モードおよび低反射モード状態の中間反射率の状態などを含むその他第３の状態またはそれ以上の状態も具現することができる。
【００２５】
前記のような光変調デバイスのスイッチングは、外部信号の印加、例えば、電圧信号の印加の有無によって調節することができる。例えば、電圧のような外部信号の印加がない状態で光変調デバイスは、前記記述した状態のうちいずれか一つの状態を維持しつつ、電圧が印加されると、他の状態にスイッチングされ得る。印加される電圧の強さ、周波数および／または形態を変更することにより、また、モードの状態を変更したり、あるいは、前記第３の他のモード状態を具現することもできる。
【００２６】
本出願の光変調デバイスは、基本的に対向配置された２つの基板と、前記基板の間に位置する光変調層を有する光変調フィルム層とを含むことができる。以下、便宜上、前記対向配置された２つの基板のうちいずれか一つの基板を第１基板と呼称し、他の基板を第２基板と呼称する。
【００２７】
図１は、本出願の例示的な光変調フィルム層（能動液晶フィルム層）の断面図であり、前記光変調フィルム層は、対向配置されている第１および第２高分子フィルム基板１１、１３と、前記第１および第２高分子フィルム基板の間に存在する光変調層１２とを含むことができる。
【００２８】
本出願の光変調デバイスでは、前記基板として高分子フィルム基板を適用する。前記光変調デバイスの基板は、ガラス層を含まなくてもよい。本出願では、光学的に大きい非等方性を有し、また、機械的物性の側面においても非等方性である高分子フィルム基板を特定の関係で配置することにより、いわゆるレインボー現象などの光学的欠陥がなく、機械的物性に優れたデバイスを構成することができる。このような結果は、優れた光学的物性を確保するためには、光学的に等方性である基板が適用されなければならず、機械的物性が等方性である基板が、デバイスの寸法安定性など機械的物性の側面において有利であるという従来技術の常識に反する結果である。
【００２９】
本明細書で前記光学的および機械的物性の側面において非等方性である高分子フィルム基板は、非対称基板または非対称高分子フィルム基板と呼称され得る。前記で高分子フィルム基板が光学的に非等方性というのは、前述した面内位相差を有する場合であり、機械的物性の側面において非等方性というのは、後述する物性を有する場合である。
【００３０】
以下、本明細書で言及する高分子フィルム基板の物性は、前記高分子フィルム基板自体の物性であるか、あるいは、前記高分子フィルム基板の一面に電極層が形成された状態における物性であってもよい。この際、前記電極層は、前記高分子フィルム基板が光学デバイスに含まれている状態で形成されている電極層であってもよい。
【００３１】
本明細書で言及する各高分子フィルム基板の物性の測定は、本明細書の実施例の項目に記述した方式によって測定する。
【００３２】
一例において、前記第１および第２高分子フィルム基板の面内位相差は、それぞれ、約４，０００ｎｍ以上であってもよい。
【００３３】
本明細書で面内位相差（Ｒｉｎ）は、下記数式１で計算された値を意味する。
【００３４】
［数式１］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）
【００３５】
数式１で、Ｒｉｎは、面内位相差であり、ｄは、高分子フィルム基板の厚さであり、ｎｘは、高分子フィルム基板の面内遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、進相軸方向の屈折率であって、前記遅相軸方向と直交する面内方向の屈折率である。
【００３６】
前記第１および第２高分子フィルム基板の面内位相差は、それぞれ、４，０００ｎｍ以上、５，０００ｎｍ以上、６，０００ｎｍ以上、７，０００ｎｍ以上、８，０００ｎｍ以上、９，０００ｎｍ以上、１０，０００ｎｍ以上、１１，０００ｎｍ以上、１２，０００ｎｍ以上、１３，０００ｎｍ以上、１４，０００ｎｍ以上または１５，０００ｎｍ以上程度であってもよい。また、前記第１および第２高分子フィルム基板のそれぞれの面内位相差は、約５０，０００ｎｍ以下、約４０，０００ｎｍ以下、約３０，０００ｎｍ以下、２０，０００ｎｍ以下、１８，０００ｎｍ以下、１６，０００ｎｍ以下、１５，０００ｎｍ以下または１２，０００ｎｍ以下程度であってもよい。
【００３７】
前記のような大きい位相差を有する高分子フィルムとしては、いわゆる高延伸ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムまたはＳＲＦ（Ｓｕｐｅｒ  Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｌｍ）等と知られているフィルムが代表的に知られている。したがって、本出願で前記高分子フィルム基板は、例えば、ポリエステルフィルム基板であってもよい。
【００３８】
上記のように、極めて高い位相差を有するフィルムは、当業界に公知となっており、このようなフィルムは、光学的に大きい非等方性はもちろん、製造過程においての高延伸などにより機械的物性も大きい非対称性を示す。当業界に公知となった前記高分子フィルム基板の代表的な例としては、ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムなどのようなポリエステルフィルムであり、例えば、Ｔｏｙｏｂｏ社で供給される商品名ＳＲＦ（Ｓｕｐｅｒ  Ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  Ｆｉｌｍ）系のフィルムがある。
【００３９】
特に制限されるものではないが、前記それぞれの前記高分子フィルム基板の下記数式２で計算される厚さ方向位相差値は、約１，０００ｎｍ以下であってもよい。
【００４０】
［数式２］
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）
【００４１】
数式２でＲｔｈは、厚さ方向位相差であり、ｄは、高分子フィルム基板の厚さであり、ｎｙおよびｎｚは、それぞれ、高分子フィルム基板のｙ軸およびｚ軸方向の屈折率である。高分子フィルム基板のｙ軸は、面内進相軸方向であり、ｚ軸方向は、高分子フィルム基板の厚さ方向を意味する。
【００４２】
また、前記高分子フィルム基板は、常温で気体透過度が０．００２ＧＰＵ（６．７０×１０−１３ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）未満であってもよい。前記高分子フィルム基板の気体透過度は、例えば０．００１ＧＰＵ（３．３５×１０−１３ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下、０．０００８ＧＰＵ（２．６８×１０−１３ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下、０．００６ＧＰＵ（２．０１×１０−１２ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下、０．００４ＧＰＵ（１．３４×１０−１２ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下、０．００２ＧＰＵ（６．７０×１０−１３ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下または０．００１ＧＰＵ（３．３５×１０−１３ｍｏｌ／ｍ２・ｓ・Ｐａ）以下であってもよい。高分子フィルム基板の気体透過度が前記範囲内である場合、外部気体によるボイド発生が抑制された耐久性に優れた光変調デバイスを提供することができる。前記気体透過度の範囲の下限は、特に制限されない。すなわち、気体透過度は、その数値が小さいほど有利である。
【００４３】
一例において、前記それぞれの高分子フィルム基板は、面内の任意の第１方向における伸び率Ｅ１と前記第１方向と垂直をなす第２方向における伸び率Ｅ２との比率Ｅ１／Ｅ２が３以上であってもよい。前記比率Ｅ１／Ｅ２は、他の例において、約３．５以上、４以上、４．５以上、５以上、５．５以上、６以上または６．５以上であってもよい。前記比率Ｅ１／Ｅ２は、他の例において、約２０以下、１８以下、１６以下、１４以下、１２以下、１０以下、８以下または７．５以下であってもよい。
【００４４】
本明細書で使用する用語「高分子フィルム基板の第１方向、第２方向および第３方向」は、前記フィルム基板の面内の任意の方向である。例えば、高分子フィルム基板が延伸高分子フィルム基板である場合に、前記面内の方向は、前記高分子フィルム基板のＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向により形成される面内の方向であってもよい。一例において、本明細書で記述する第１方向は、高分子フィルム基板の遅相軸および進相軸方向のうちいずれか一つの方向であり、第２方向は、遅相軸および進相軸方向のうち他の一つの方向であってもよい。他の例において、前記第１方向は、高分子フィルム基板が延伸高分子フィルム基板である場合に、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうちいずれか一つの方向であり、第２方向は、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうち他の一つの方向であってもよい。
【００４５】
一例において、本明細書で言及する高分子フィルム基板の第１方向は、前記ＴＤ方向または遅相軸方向であってもよい。
【００４６】
前記で第１および第２高分子フィルム基板のそれぞれの前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における伸び率が１５％以上または２０％以上であってもよい。前記伸び率は、他の例において、約２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上であってもよく、約１００％以下、９０％以下、８０％以下、７０％以下、約６０％以下、５５％以下、５０％以下または４５％以下であってもよい。
【００４７】
一例において、前記第１および第２高分子フィルム基板のそれぞれは、前記第１および第２方向とそれぞれ４０度〜５０度の範囲内の角度または約４５度をなす第３方向における伸び率Ｅ３が、前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における伸び率Ｅ１に比べて大きく、前記第３方向における伸び率Ｅ３と前記第２方向における伸び率Ｅ２との比率Ｅ３／Ｅ２が５以上であってもよい。
【００４８】
前記比率Ｅ３／Ｅ２は、他の例において、５．５以上、６以上、６．５以上、７以上、７．５以上、８以上または８．５以上であってもよく、約２０以下、１８以下、１６以下、１４以下、１２以下または１０以下であってもよい。
【００４９】
前記で第１および第２高分子フィルム基板のそれぞれの前記第３方向における伸び率が３０％以上であってもよい。前記伸び率は、他の例において、約３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上または５５％以上であってもよく、約８０％以下、７５％以下、７０％以下または６５％以下であってもよい。
【００５０】
前記第１および第２高分子フィルム基板は、それぞれ、前記第２方向における熱膨張係数ＣＴＥ２と前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における熱膨張係数ＣＴＥ１との比率ＣＴＥ２／ＣＴＥ１が１．５以上であってもよい。前記熱膨張係数ＣＴＥ１、ＣＴＥ２は、それぞれ４０℃〜８０℃の温度範囲内で確認される値である。前記比率ＣＴＥ２／ＣＴＥ１は、他の例において、約２以上、約２．５以上、３以上または３．５以上であるか、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下または４以下であってもよい。
【００５１】
前記第２方向における熱膨張係数ＣＴＥ２は、５〜１５０ｐｐｍ／℃の範囲内であってもよい。前記熱膨張係数は、約１０ｐｐｍ／℃以上、１５ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以上、３０ｐｐｍ／℃以上、３５ｐｐｍ／℃以上、４０ｐｐｍ／℃以上、４５ｐｐｍ／℃以上、５０ｐｐｍ／℃以上、約５５ｐｐｍ／℃以上、６０ｐｐｍ／℃以上、６５ｐｐｍ／℃以上、７０ｐｐｍ／℃以上、７５ｐｐｍ／℃以上または８０ｐｐｍ／℃以上であるか、１４０ｐｐｍ／℃以下、１３０ｐｐｍ／℃以下、１２０ｐｐｍ／℃以下、１００ｐｐｍ／℃以下、９５ｐｐｍ／℃以下、９０ｐｐｍ／℃以下、８５ｐｐｍ／℃以下、８０ｐｐｍ／℃以下、４０ｐｐｍ／℃以下、３０ｐｐｍ／℃以下または２５ｐｐｍ／℃以下であってもよい。
【００５２】
前記第１および第２高分子フィルム基板は、それぞれ、前記第２方向における弾性率ＹＭ２と前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における弾性率ＹＭ１との比率ＹＭ１／ＹＭ２が１．５以上であってもよい。前記比率ＹＭ１／ＹＭ２は、他の例において、約２以上であるか、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下または２．５以下であってもよい。
【００５３】
前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における弾性率ＹＭ１は、約２〜１０ＧＰａの範囲内であってもよい。前記弾性率ＹＭ１は、他の例において、約２．５ＧＰａ以上、３ＧＰａ以上、３．５ＧＰａ以上、４ＧＰａ以上、４．５ＧＰａ以上、５ＧＰａ以上または５．５ＧＰａ以上であるか、約９．５ＧＰａ以下、９ＧＰａ以下、８．５ＧＰａ以下、８ＧＰａ以下、７．５ＧＰａ以下、７ＧＰａ以下、６．５ＧＰａ以下または６ＧＰａ以下であってもよい。
【００５４】
前記弾性率は、いわゆるヤング率（Ｙｏｕｎｇ'ｓ  ｍｏｄｕｌｕｓ）であり、後述する実施例の方式によって測定する。
【００５５】
前記第１および第２高分子フィルム基板は、それぞれ、前記第２方向における最大応力ＭＳ２と前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における最大応力ＭＳ１との比率ＭＳ１／ＭＳ２が１．５以上であってもよい。前記比率ＭＳ１／ＭＳ２は、他の例において、約２以上であるか、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下または２．５以下であってもよい。
【００５６】
前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）における最大応力ＭＳ１は、約８０〜３００ＭＰａの範囲内であってもよい。前記最大応力ＭＳ１は、他の例において、約９０ＭＰａ以上、約１００ＭＰａ以上、約１１０ＭＰａ以上、約１２０ＭＰａ以上、約１３０ＭＰａ以上、約１４０ＭＰａ以上、約１５０ＭＰａ以上、約１５５ＭＰａ以上、１６０ＭＰａ以上、１６５ＭＰａ以上、１７０ＭＰａ以上、１７５ＭＰａ以上または１８０ＭＰａ以上であるか、約３００ＭＰａ以下、約２９０ＭＰａ以下、約２８０ＭＰａ以下、約２７０ＭＰａ以下、約２６０ＭＰａ以下、約２５０ＭＰａ以下、約２４５ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以下、２３５ＭＰａ以下、２３０ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以下、２１５ＭＰａ以下、２１０ＭＰａ以下、２０５ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以下、１９５ＭＰａ以下または１９０ＭＰａ以下であってもよい。
【００５７】
本出願の光変調デバイスにおいて前記第１高分子フィルム基板の第１方向と前記第２高分子フィルム基板の第１方向とのなす角度の絶対値は、０度〜１０度または０度〜５度の範囲内であるか、あるいは、前記第１方向は、略互いに水平であってもよい。前記第１方向は、前述したように、高分子フィルム基板の遅相軸方向またはＴＤ方向であってもよい。
【００５８】
本出願では、上記のように、光学的および機械的物性が非対称性である高分子フィルム基板を前記のような特定の関係を有するように配置してデバイスを構成することにより、光学的物性および機械的物性を良好に具現することができる。
【００５９】
このような効果が具現される理由は、明確ではないが、少なくとも２つの高分子フィルム基板が有する大きい非対称性を類似に調節し、さらに前記両者の非対称を特定の軸を基準として対称を成すように配置することにより、等方性構造のフィルムの適用時に比べて、さらに優れた光学的および機械的物性のバランスが確保されるからであると推測される。
【００６０】
前記第１および第２高分子フィルム基板のそれぞれの厚さは、特に制限されず、目的によって適正の範囲に設定することができる。通常、前記厚さは、約１０μｍ〜２００μｍの範囲内であってもよい。
【００６１】
前述したように、前記のような大きい光学的および機械的非対称性を有する高分子フィルムの代表的な例は、いわゆる高延伸ポリエステルフィルム等と知られた延伸ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルムであり、このようなフィルムは、当業界で容易に入手することができる。
【００６２】
通常、延伸ＰＥＴフィルムは、ＰＥＴ系樹脂を溶融／押出で製膜し、延伸して製造した１層以上の一軸延伸フィルムまたは製膜後に縦および横延伸して製造した１層以上の二軸延伸フィルムである。
【００６３】
ＰＥＴ系樹脂は、通常、反復単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートからなる樹脂を意味し、他のジカルボン酸成分とジオール成分を含むこともできる。他のジカルボン酸成分としては、特に限定されるものではないが、例えばイソフタル酸、ｐ−ベータ−オキシエトキシ安息香酸、４，４'−ジカルボキシジフェニル、４，４'−ジカルボキシベンゾフェノン、ビス（４−カルボキシフェニル）エタン、アジピン酸、セバシン酸および／または１，４−ジカルボキシシクロヘキサンなどが挙げられる。
【００６４】
他のジオール成分としては、特に限定されるものではないが、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよび／またはポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
【００６５】
前記ジカルボン酸成分やジオール成分は、必要に応じて２種以上を組み合わせて使用することができる。また、ｐ−オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸を併用することもできる。また、他の共重合成分として、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合およびカルボネート結合などを含有するジカルボン酸成分、またはジオール成分が使用されることもできる。
【００６６】
ＰＥＴ系樹脂の製造方法としては、テレフタル酸、エチレングリコールおよび／または必要に応じて他のジカルボン酸または他のジオールを直接重縮合させる方法、テレフタル酸のジアルキルエステルおよびエチレングリコールおよび／または必要に応じて他のジカルボン酸のジアルキルエステルまたは他のジオールをエステル交換反応させた後に重縮合させる方法、およびテレフタル酸および／または必要に応じて他のジカルボン酸のエチレングリコールエステルおよび／または必要に応じて他のジオールエステルを重縮合させる方法などが採用される。
【００６７】
それぞれの重合反応には、アンチモン系、チタン系、ゲルマニウム系またはアルミニウム系化合物を含む重合触媒、または、前記複合化合物を含む重合触媒を使用することができる。
【００６８】
重合反応条件は、使用される単量体、触媒、反応装置および目的とする樹脂物性によって適宜選択することができ、特に制限されるものではないが、例えば反応温度は、通常、約１５０℃〜約３００℃、約２００℃〜約３００℃または約２６０℃〜約３００℃である。また、反応圧力は、通常、大気圧〜約２．７Ｐａであり、反応の後半には、減圧側であってもよい。
【００６９】
重合反応は、ジオール、アルキル化合物または水などの離脱反応物を揮発させることにより進行される。
【００７０】
重合装置は、反応槽が一つに完結されるものであってもよく、または複数の反応槽を連結したものであってもよい。この場合、通常、重合度によって反応物は反応槽の間を移送されながら重合される。また、重合の後半に、横型反応装置を備え、加熱／混練しつつ揮発させる方法も採用することができる。
【００７１】
重合終了後の樹脂は、溶融状態で反応槽や横型反応装置から放出された後、冷却ドラムや冷却ベルトなどで冷却・粉砕されたフレーク状の形態で、または押出器に導入されてひも形状に押出された後にカットされたペレット状の形態で得られる。また、必要に応じて固状重合を行って、分子量を向上させるか、または低分子量成分を減少させることもできる。ＰＥＴ系樹脂に含まれ得る低分子量成分としては、環状の三量体成分が挙げられるが、このような環状の三量体成分の樹脂中においての含有量は、通常、５０００ｐｐｍ以下または３０００ｐｐｍ以下に調節される。
【００７２】
ＰＥＴ系樹脂の分子量は、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒に樹脂を溶解させ、３０℃で測定した極限粘度で示したとき、通常、０．４５〜１．０ｄＬ／ｇ、０．５０〜１０ｄＬ／ｇまたは０．５２〜０．８０ｄＬ／ｇの範囲である。
【００７３】
また、ＰＥＴ系樹脂は、必要に応じて添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば潤滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤および耐衝撃性改良剤などが挙げられる。その添加量は、光学物性に悪影響を及ぼさない範囲とすることが好ましい。
【００７４】
ＰＥＴ系樹脂は、このような添加剤の配合のために、および後述するフィルム成形のために、通常、押出器により組み立てられたペレット形状で用いられる。ペレットのサイズや形状は、特に制限されるものではないが、通常、高さ、直径がいずれも５ｍｍ以下である円周状、球状または扁平球状である。このようにして得られるＰＥＴ系樹脂は、フィルム状に成形し、延伸処理することにより、透明で且つ均質の機械的強度が高いＰＥＴフィルムとすることができる。その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば下記に記載する方法が採用される。
【００７５】
乾燥させたＰＥＴ樹脂からなるペレットを溶融押出装置に供給し、融点以上で加熱して溶融させる。次に、溶融した樹脂をダイから押出、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度となるように、急冷固化させて、実質的に非結晶状態の未延伸フィルムを得る。この溶融温度は、使用されるＰＥＴ系樹脂の融点や押出器によって定められるものであり、特に制限されるものではないが、通常、２５０℃〜３５０℃である。また、フィルムの平面性を向上させるためには、フィルムと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、静電印加密着法または液体塗布密着法が好ましく採用される。静電印加密着法とは、通常、フィルムの上面側にフィルムの流れと直交する方向に線状電極を設置し、該電極に約５〜１０ｋＶの直流電圧を印加することにより、フィルムに正電荷を提供して、回転冷却ドラムとフィルムとの密着性を向上させる方法である。また、液体塗布密着法とは、回転冷却ドラム表面の全体または一部（例えば、フィルムの両端部と接触する部分のみ）に液体を均一に塗布することにより、回転冷却ドラムとフィルムとの密着性を向上させる方法である。必要に応じて両者を併用することもできる。使用されるＰＥＴ系樹脂は、必要に応じて２種以上の樹脂、構造や組成が異なる樹脂を混合することもできる。例えば、ブロッキング防止剤としての粒状充填材、紫外線吸収剤または帯電防止剤などが配合されたペレットと、無配合のペレットを混合して利用することなどが挙げられる。
【００７６】
また、押出させるフィルムの積層数は、必要に応じて２層以上とすることもできる。例えば、ブロッキング防止剤としての粒状充填材を配合したペレットと無配合のペレットを準備し、他の押出器から同じダイに供給して、「充填材配合／無配合／充填材配合」の２種の３層からなるフィルムを押出させることなどが挙げられる。
【００７７】
前記未延伸フィルムは、ガラス転移温度以上の温度で通常、まず押出方向に縦延伸される。延伸温度は、通常、７０℃〜１５０℃、８０〜１３０℃または９０〜１２０℃である。また、延伸倍率は、通常、１．１〜６倍または２〜５．５倍である。延伸は、１回済み、または、必要に応じて複数回に分けて行うこともできる。
【００７８】
このようにして得られる縦延伸フィルムは、以後に熱処理を行うことができる。次に、必要に応じて弛緩処理を行うこともできる。この熱処理温度は、通常、１５０℃〜２５０℃、１８０〜２４５℃または２００〜２３０℃である。また、熱処理時間は、通常、１〜６００秒間または１〜３００秒間または１〜６０秒間である。
【００７９】
弛緩処理の温度は、通常、９０〜２００℃または１２０〜１８０℃である。また、弛緩量は、通常、０．１〜２０％または２〜５％である。この弛緩処理の温度および弛緩量は、弛緩処理後のＰＥＴフィルムの１５０℃での熱収縮率が２％以下となるように、弛緩量および弛緩処理時の温度を設定することができる。
【００８０】
一軸延伸および二軸延伸フィルムを得る場合、通常、縦延伸処理後に、または必要に応じて熱処理または弛緩処理を経た後に、テンターにより横延伸が行われる。この延伸温度は、通常、７０℃〜１５０℃、８０℃〜１３０℃または９０℃〜１２０℃である。また、延伸倍率は、通常、１．１〜６倍または２〜５．５倍である。その後、熱処理および必要に応じて弛緩処理を行うことができる。熱処理温度は、通常、１５０℃〜２５０℃または１８０℃〜２４５℃または２００〜２３０℃である。熱処理時間は、通常、１〜６００秒間、１〜３００秒間または１〜６０秒間である。
【００８１】
弛緩処理の温度は、通常、１００〜２３０℃、１１０〜２１０℃または１２０〜１８０℃である。また、弛緩量は、通常０．１〜２０％、１〜１０％または２〜５％である。この弛緩処理の温度および弛緩量は、弛緩処理後のＰＥＴフィルムの１５０℃での熱収縮率が２％以下となるように、その弛緩量および弛緩処理時の温度を設定することができる。
【００８２】
一軸延伸および二軸延伸処理においては、横延伸後、ボーイングと代表されるような配向主軸の変形を緩和させるために、再度熱処理を行うか、または延伸処理を行うことができる。ボーイングによる配向主軸の延伸方向に対する変形の最大値は、通常、４５度以内、３０度以内または１５度以内である。また、ここで、延伸方向とは、縦延伸または横延伸における延伸が大きい方向をいう。
【００８３】
ＰＥＴフィルムの二軸延伸では、通常、横延伸倍率の場合が縦延伸倍率より若干大きく行われ、この場合、延伸方向とは、前記フィルムの長さ方向に対して垂直方向をいう。また、一軸延伸では、通常、上記したように、横方向に延伸され、この場合、延伸方向とは、同一に長さ方向に対して垂直方向をいう。
【００８４】
また、配向主軸とは、延伸ＰＥＴフィルム上の任意の点での分子配向方向をいう。また、配向主軸の延伸方向に対する変形とは、配向主軸と延伸方向との角度差をいう。また、その最大値とは、長さ方向に対して垂直方向上での値の最大値をいう。
【００８５】
前記配向主軸の確認方向は、公知となっており、例えば、位相差フィルム・光学材料検査装置ＲＥＴＳ（大塚電子株式会社製造）または分子配向計ＭＯＡ（王子計測機器株式会社製造）を利用して測定することができる。
【００８６】
本出願で使用される延伸ＰＥＴフィルムには、防眩性（ヘイズ）が付与されているものであってもよい。防眩性を付与する方法は、特に限定されるものではないが、例えば前記原料樹脂中に無機微粒子または有機微粒子を混合してフィルム化する方法、前記フィルムの製造方法に準じて、一方に無機微粒子または有機微粒子が混合された層を有する未延伸フィルムから延伸フィルム化する方法、または延伸ＰＥＴフィルムの一方に、無機微粒子または有機微粒子を硬化性バインダー樹脂に混合してなる塗布液をコートし、バインダー樹脂を硬化して防眩層を設ける方法などが採用される。
【００８７】
防眩性を付与するための無機微粒子としては、特に限定されるものではないが、例えばシリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、アルミナゾル、アルミノシリケート、アルミナ−シリカ複合酸化物、カオリン、タルク、雲母、炭酸カルシウムおよびリン酸カルシウムなどが挙げられる。また、有機微粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば架橋ポリアクリル酸粒子、メタクリル酸メチル／スチレン共重合体樹脂粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリメチルメタクリレート粒子、シリコン樹脂粒子およびポリイミド粒子などが挙げられる。このようにして得られる防眩性が付与された延伸ＰＥＴフィルムのヘイズ値は、６〜４５％の範囲内であってもよい。
【００８８】
前記防眩性が付与された延伸ＰＥＴフィルム上には、導電層、ハードコーティング層および低反射層などの機能層をさらに積層することができる。また、前記防眩層を構成する樹脂組成物として、これらののうちいずれか一つの機能を兼ね備える樹脂組成物を選択することもできる。
【００８９】
前記ヘイズ値は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６に準拠して、ヘイズ・透過率計ＨＭ−１５０（株式会社村上色彩技術研究所製造）を利用して測定することができる。ヘイズ値の測定においては、フィルムの反りを防止するために、例えば光学的に透明な粘着剤を利用して防眩性の付与面が表面となるようにフィルム面をガラス基板に接合させた測定サンプルを利用することができる。
【００９０】
本出願で使用される延伸ＰＥＴフィルムには、本出願の効果を妨害しない限り、前記防眩層など以外の機能層を一方の面または両面に積層することができる。積層される機能層には、例えば導電層、ハードコーティング層、平滑化層、易滑化層、ブロッキング防止層および易接着層などが挙げられる。
【００９１】
前記説明したＰＥＴフィルムの製造方法は、本出願の高分子フィルム基板を得るための一つの例示的な方法であり、本出願で適用可能な高分子フィルム基板は、前記記述した物性を有する場合、いずれの種類の市販品も使用できる。
【００９２】
一例において、前記高分子フィルム基板は、一面に電極層が形成されているフィルム基板であってもよい。このようなフィルム基板は、電極フィルム基板と呼称され得る。前述した位相差や機械的物性などは、前記電極層が形成されていない高分子フィルム基板に関するものであるか、または、前記電極フィルム基板に関するものであってもよい。
【００９３】
電極フィルム基板である場合に、前記高分子フィルム基板の少なくとも一面には、それぞれ、電極層が形成されており、前記各電極層が対向するように第１および第２高分子フィルム基板が配置されていてもよい。
【００９４】
前記電極層としては、公知の透明電極層が適用され得るが、例えば、いわゆる導電性高分子層、導電性金属層、導電性ナノワイヤー層またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物層が前記電極層として使用できる。その他にも、透明電極層を形成できる多様な素材および形成方法が公知となっており、これを制限なしに適用することができる。
【００９５】
また、前記高分子フィルム基板の一面、例えば、電極フィルム基板である場合に、前記電極層の上部には配向膜が形成されていてもよい。配向膜としては、公知の液晶配向膜が形成され得、所望のモードによって適用され得る配向膜の種類は、公知となっている。
【００９６】
前述したように、本出願で光変調フィルム層に含まれる光変調層は、外部信号の印加の有無によって光の透過度、反射度および／またはヘイズなどを可変することができる機能性層である。このように外部信号の印加の有無などによって光の状態が変わる光変調層は、本明細書で能動光変調層と呼称され得る。一例において、前記光変調層が液晶化合物を含む層である場合に、前記光変調層は、能動液晶層と呼称され得るが、この際、能動液晶層は、前記外部信号の印加によって前記能動液晶層内に液晶化合物の変更できる形態の液晶層を意味する。また、前記能動液晶層を含む光変調フィルム層は、能動液晶フィルム層と呼称され得る。
【００９７】
本明細書で外部信号とは、光変調層内に含まれる物質、例えば光変調物質の挙動に影響を与えることができる外部のすべての要因、例えば外部電圧などを意味する。したがって、外部信号がない状態とは、外部電圧などの印加がない状態を意味する。
【００９８】
本出願で光変調層の種類は、前記記述した機能を有するものであれば、特に制限されず、公知の光変調層が適用され得る。一例において、前記光変調層は、液晶層であってもよく、対向配置された前記第１および第２高分子フィルム基板の間に液晶層を含む構造を本明細書で液晶セルまたは能動液晶フィルム層と呼称することができる。
【００９９】
例示的な光変調デバイスは、気体透過度に対する優れた耐久性を有することができる。一例において、前記光変調デバイスは、６０℃の温度および８５％の相対湿度で保管時にボイド（ｖｏｉｄ）発生率が２０％以下であってもよい。前記ボイド発生率は、ボイド発生の評価に使用された試料の個数に対するボイド発生試料の個数の％比率を意味する。他の一例において、前記第１および第２高分子フィルム基板は、１３０℃の温度で１時間熱処理された基板であってもよく、このような高分子フィルム基板を含む光変調デバイスは、６０℃の温度および８５％の相対湿度で保管時に５００時間外部気体の流入によるボイドが発生しないことがある。これは、前述したように、第１および第２高分子フィルム基板の横方向を互いに平行に配置することにより達成することができる。
【０１００】
一例において、前記光変調層は、液晶分子（液晶ホスト）および二色性染料を含む能動液晶層であってもよい。このような液晶層をゲストホスト液晶層（ＧＨＬＣ層；Ｇｕｅｓｔ  ｈｏｓｔ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｌａｙｅｒ）と呼称することができる。このような場合に、前記光変調層を高分子フィルム基板の間に含む構造は、能動液晶フィルム層と呼称することができる。本明細書で用語「ＧＨＬＣ層」は、液晶分子の配列によって二色性染料が共に配列されて、二色性染料の整列方向と前記整列方向の垂直な方向に対してそれぞれ非等方性の光吸収特性を示すことができる層を意味する。例えば、二色性染料は、光の吸収率が偏光方向によって変わる物質であって、長軸方向に偏光された光の吸収率が大きいと、ｐ型染料と呼称し、短軸方向に偏光された光の吸収率が大きいと、ｎ型染料と呼称することができる。一例において、ｐ型染料が使用される場合、染料の長軸方向に振動する偏光は吸収され、染料の短軸方向に振動する偏光は、吸収が少ないため、透過させることができる。以下、特別な言及がない限り、二色性染料は、ｐ型染料であると仮定するが、本出願で適用する二色性染料の種類が前記に制限されるものではない。
【０１０１】
一例において、ＧＨＬＣ層は、能動型偏光子（Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）として機能することができる。本明細書で用語「能動型偏光子（Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）」は、外部作用印加によって非等方性の光吸収を調節できる機能性素子を意味する。例えば、能動ＧＨＬＧ層は、液晶分子および二色性染料の配列を調節することにより、前記二色性染料の配列方向に平行な方向の偏光および垂直な方向の偏光に対する非等方性の光吸収を調節することができる。液晶分子および二色性染料の配列は、磁場または電場のような外部作用の印加によって調節され得るので、能動ＧＨＬＣ層は、外部作用印加によって非等方性の光吸収を調節することができる。
【０１０２】
前記液晶分子の種類および物性は、本出願の目的を考慮して適宜選択され得る。
【０１０３】
一例において、前記液晶分子は、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶またはスメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶であってもよい。ネマチック液晶は、棒形状の液晶分子が位置に対する規則性はないが、液晶分子の長軸方向に平行に配列されている液晶を意味し、スメクチック液晶は、棒形状の液晶分子が規則的に配列して層を成した構造を形成し、長軸方向に規則性をもって平行に配列されている液晶を意味する。本出願の一実施例によれば、前記液晶分子としては、ネマチック液晶を使用することができる。
【０１０４】
一例において、前記液晶分子は、非反応性の液晶分子であってもよい。非反応性の液晶分子は、重合性基を有しない液晶分子を意味する。前記で重合性基としては、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ビニル基またはエポキシ基などが例示できるが、これに制限されず、重合性基として知られた公知の官能基が含まれ得る。
【０１０５】
前記液晶分子の屈折率異方性は、目的とする物性、例えば、透過度可変特性を考慮して適宜選択され得る。本明細書で用語「屈折率異方性」は、液晶分子の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）と正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）との差異を意味する。前記液晶分子の屈折率異方性は、例えば０．０１〜０．３であってもよい。前記屈折率異方性は、０．０１以上、０．０５以上、０．０７以上、０．０９以上または０．１以上であってもよく、０．３以下、０．２以下、０．１５以下、０．１４以下または０．１３以下であってもよい。
【０１０６】
液晶分子の屈折率異方性が前記範囲内である場合、透過度または反射率可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。一例において、前記範囲内で液晶分子の屈折率が低いほど透過度または反射率可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。
【０１０７】
前記液晶分子の誘電率異方性は、目的とする液晶セルの駆動方式を考慮して正の誘電率異方性または負の誘電率異方性を有することができる。本明細書で用語「誘電率異方性」は、液晶分子の異常誘電率εｅ（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、長軸方向の誘電率）と正常誘電率εｏ（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、短軸方向の誘電率）との差異を意味する。液晶分子の誘電率異方性は、例えば±４０以内、±３０以内、±１０以内、±７以内、±５以内または±３以内の範囲内であってもよい。液晶分子の誘電率異方性を前記範囲に調節すると、光変調素子の駆動効率の側面で有利になり得る。
【０１０８】
前記液晶層は、二色性染料を含むことができる。前記染料は、ゲスト物質として含まれ得る。二色性染料は、例えば、ホスト物質の配向によって光変調デバイスの透過率を制御する役割をすることができる。本明細書で用語「染料」は、可視光領域、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部または全体範囲内の光を集中的に吸収および／または変形させることができる物質を意味し、用語「二色性染料」は、前記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味する。
【０１０９】
前記二色性染料としては、例えば、いわゆるホストゲスト（ｈｏｓｔ  ｇｕｅｓｔ）効果により液晶分子の整列状態によって整列することができる特性を有するものと知られている公知の染料を選択して使用することができる。このような二色性染料の例としては、いわゆるアゾ染料、アントラキノン染料、メチン染料、アゾメチン染料、メロシアニン染料、ナフトキノン染料、テトラジン染料、フェニレン染料、クアテリレン染料、ベンゾチアジアゾール染料、ジケトピロロピロール染料、スクアレイン染料またはピロメテン染料などがあるが、本出願で適用可能な染料が前記に制限されるものではない。二色性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ  ｄｙｅ）が使用できる。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などが公知となっているが、これに制限されるものではない。
【０１１０】
前記二色性染料は、二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｒａｔｉｏ）、すなわち二色性染料の長軸方向に平行な偏光の吸収を前記長軸方向に垂直な方向に平行な偏光の吸収で割った値が５以上、６以上または７以上である染料が使用できる。前記染料は、可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ〜７００ｎｍまたは約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部の波長またはいずれか一つの波長で前記二色比を満たすことができる。前記二色比の上限は、例えば２０以下、１８以下、１６以下または１４以下程度であってもよい。
【０１１１】
前記液晶層の二色性染料の含量は、本出願の目的を考慮して適宜選択され得る。例えば、液晶層の二色性染料の含量は、０．１重量％以上、０．２５重量％以上、０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１重量％以上、１．２５重量％以上または１．５重量％以上であってもよい。液晶層の二色性染料の含量の上限は、例えば、５．０重量％以下、４．０重量％以下、３．０重量％以下、２．７５重量％以下、２．５重量％以下、２．２５重量％以下、２．０重量％以下、１．７５重量％以下または１．５重量％以下であってもよい。液晶層の二色性染料の含量が前記範囲を満たす場合、透過度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。一例において、前記範囲内で二色性染料の含量が高いほど透過度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。
【０１１２】
前記液晶層内で前記液晶分子と前記二色性染料の合計重量は、例えば、約６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上または９５重量％以上であってもよく、他の例においては、約１００重量％未満、９８重量％以下または９６重量％以下であってもよい。
【０１１３】
前記液晶層は、電圧印加の有無によって配向状態を切り替えることができる。前記電圧は、高分子フィルム基板に垂直または水平な方向に印加され得る。
【０１１４】
一例において、前記能動液晶フィルム層の液晶層は、水平配向状態、垂直配向状態およびツイスト配向状態から選択されたいずれか一つの状態から他の一つの状態にスイッチングし得るように設計され得る。
【０１１５】
一例において、前記液晶層は、電圧の未印加時に水平配向状態またはツイスト配向状態で存在することができ、電圧の印加時に垂直配向状態で存在することができる。前記ツイスト配向状態でねじれ角（ｔｗｉｓｔｅｄ  ａｎｇｌｅ）は、例えば、約０度超過〜３６０度以下であってもよい。電圧の未印加時に水平配向状態である液晶セルをＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード液晶セルと呼称することができ、ツイスト配向状態である液晶セルをＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードまたはＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶セルと呼称することができる。ＴＮモード液晶セルの場合、０度超過〜９０度以下のねじれ角を有することができ、本出願の一実施例によれば、ＴＮモードで前記ねじれ角は、約１０度以上、約２０度以上、約３０度以上、約４０度以上、約５０度以上、約６０度以上、約７０度以上、約８０度以上または約９０度程度であってもよい。
【０１１６】
ＳＴＮモードで前記ねじれ角は、約１００度以上、約１１０度以上、約１２０度以上、約１３０度以上、約１４０度以上、約１５０度以上、約１６０度以上、約１７０度以上、約１８０度以上、約１９０度以上、約２００度以上、約２１０度以上、約２２０度以上、約２３０度以上、約２４０度以上、約２５０度以上、約２６０度以上、約２７０度以上、約２８０度以上、約２９０度以上、約３００度以上、約３１０度以上、約３２０度以上、約３３０度以上、約３４０度以上または約３５０度以上であるか、約２７０度または約３６０度程度であってもよい。
【０１１７】
前記水平配向液晶層内で液晶分子は、光軸が液晶層の平面に対して水平に配列された状態で存在することができる。例えば、前記液晶分子の光軸は、液晶層の平面に対して約０度〜２０度、０度〜１５度、０度〜１０度または０度〜５度の範囲内、または略０度の角度をなすことができる。前記水平配向液晶層内で液晶分子の光軸は、互いに平行であってもよく、例えば、０度〜１０度、０度〜５度の範囲内、または略０度の角度をなすことができる。
【０１１８】
前記ツイスト配向の液晶層内で液晶分子は、光軸が仮想の螺旋軸に沿ってツイストされながら層を成して配向した螺旋形の構造を有することができる。前記液晶分子の光軸は、液晶分子の遅相軸を意味し、液晶分子の遅相軸は、棒形状の液晶分子の場合、長軸と平行であってもよい。前記螺旋軸は、液晶層の厚さ方向と平行に形成されていてもよい。本明細書で液晶層の厚さ方向は、前記液晶層の最下部と最上部を最短距離で連結する仮想の線に平行な方向を意味する。一例において、前記液晶層の厚さ方向は、高分子基板の面と垂直な方向に形成された仮想の線に平行な方向であってもよい。本明細書でねじれ角は、ツイスト配向液晶層において最も下部に存在する液晶分子の光軸と最も上部に存在する液晶分子の光軸とのなす角度を意味する。
【０１１９】
前記垂直配向液晶層内で液晶分子は、光軸が液晶層の平面に対して垂直で配列された状態で存在することができる。例えば、前記液晶分子の光軸は、液晶層の平面に対して約７０度〜９０度、７５度〜９０度、８０度〜９０度または８５度〜９０度、好ましくは９０度の角度をなすことができる。前記垂直配向液晶層内で複数の液晶分子の光軸は、互いに平行であってもよく、例えば、０度〜１０度、０度〜５度の範囲内または略０度の角度をなすことができる。
【０１２０】
前記ツイスト配向液晶層で液晶層の厚さｄとピッチｐの比率ｄ／ｐは、１以下、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下または０．２以下であってもよい。前記比率ｄ／ｐが前記範囲を外れる場合、例えば、１超過である場合、フィンガードメイン（ｆｉｎｇｅｒ  ｄｏｍａｉｎ）が発生し得る。前記比率ｄ／ｐは、例えば、０超過、０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上または０．５以上であってもよい。前記で液晶層の厚さｄは、液晶セルのセルギャップ（ｃｅｌｌ  ｇａｐ）と同じ意味であってもよい。
【０１２１】
前記ツイスト配向液晶層のピッチｐは、ウェッジセルを利用した計測方法で測定することができ、具体的には、Ｄ．Ｐｏｄｏｌｓｋｙｙなどの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）に記載された方式で測定することができる。
【０１２２】
前記液晶層は、ツイスト配向のために、キラルドーパントをさらに含むことができる。液晶層に含まれ得るキラル剤（ｃｈｉｒａｌ  ａｇｅｎｔ）としては、液晶性、例えば、ネマチック規則性を損傷させることなく、目的とする回転を誘導できるものであれば、特に制限されずに使用できる。液晶分子に回転を誘導するためのキラル剤は、分子構造中にキラリティー（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）を少なくとも含む必要がある。キラル剤としては、例えば、１つまたは２つ以上の非対称炭素（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｃａｒｂｏｎ）を有する化合物、キラルアミンまたはキラルスルホキシドなどのヘテロ原子上に非対称点（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｐｏｉｎｔ）を有する化合物またはクムレン（ｃｕｍｕｌｅｎｅ）またはビナフトール（ｂｉｎａｐｈｔｈｏｌ）等の軸不斉を有する光学活性部位（ａｘｉａｌｌｙ  ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ，ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ａｃｔｉｖｅ  ｓｉｔｅ）を有する化合物が例示できる。キラル剤は、例えば、分子量が１，５００以下の低分子化合物であってもよい。キラル剤としては、市販されるキラルネマチック液晶、例えば、Ｍｅｒｃｋ社で市販されるキラルドーパント液晶Ｓ−８１１またはＢＡＳＦ社のＬＣ７５６等を使用することもできる。
【０１２３】
キラルドーパントの適用比率は、前記比率ｄ／ｐを達成することができるように選択されるものであって、特に制限されない。一般的に、キラルドーパントの含量（重量％）は、１００／（ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｘｃａｌ  Ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）×ピッチ（ｎｍ）の数式で計算され、このような方式を参照して目的とするピッチを考慮して適正比率が選択され得る。
【０１２４】
前記液晶層の厚さは、それぞれ、本出願の目的を考慮して適宜選択され得る。前記液晶層の厚さは、例えば、約０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上または１０μｍ以上であってもよい。前記液晶層の厚さの上限は、例えば、約３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下または１５μｍ以下であってもよい。液晶層の厚さが前記範囲を満たす場合、反射度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。一例において、前記範囲内で液晶層の厚さが薄いほど反射度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。
【０１２５】
前記光変調デバイスは、前述した配向膜として、前記第１および第２高分子フィルム基板の内側にそれぞれ存在する第１および第２配向膜をさらに含むことができる。本明細書で第１および第２高分子フィルム基板の内側は、光変調層が存在する側を意味し、外側は、光変調層が存在する側の反対側を意味する。
【０１２６】
前記第１および第２配向膜としては、水平配向膜または垂直配向膜を適用することができる。一例において、前記第１および第２配向膜は、いずれも水平配向膜であってもよい。他の一例において、前記第１および第２配向膜のうちいずれか一つは、水平配向膜であり、他の一つは、垂直配向膜であってもよい。本出願の光変調素子によれば、第１および第２配向膜としてそれぞれ水平配向膜と垂直配向膜を適用する場合、第１および第２配向膜としてそれぞれ水平配向膜を適用した場合に比べて、駆動電圧特性を改善することができる。
【０１２７】
前記光変調デバイスは、電圧印加の有無によって液晶層の配向状態を調節することにより、透過度、反射度またはヘイズを調節することができる。液晶層の配向状態は、配向膜のプレチルトにより調節することができる。
【０１２８】
本明細書でプレチルトは、角度（ａｎｇｌｅ）と方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有することができる。前記プレチルト角度は、極角（Ｐｏｌａｒ  ａｎｇｌｅ）と呼称することができ、前記プレチルト方向は、方位角（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ  ａｎｇｌｅ）と呼称することもできる。
【０１２９】
前記プレチルト角度は、液晶分子の光軸が配向膜と水平な面に対してなす角度を意味する。一例において、垂直配向膜は、プレチルト角度が約７０度〜９０度、７５度〜９０度、８０度〜９０度または８５度〜９０度であってもよい。一例において、水平配向膜のプレチルト角度は、約０度〜２０度、０度〜１５度、０度〜１０度または０度〜５度であってもよい。
【０１３０】
前記プレチルト方向は、液晶分子の光軸が配向膜の水平な面に射影された方向を意味する。前記プレチルト方向は、前記射影された方向と液晶層の横軸（ＷＡ）がなす角度であってもよい。本明細書で前記液晶層の横軸（ＷＡ）は、液晶層の長軸方向に平行な方向または光変調素子がアイウェアまたはＴＶなどのディスプレイ装置に適用されたとき、そのアイウェアを着用した観察者またはディスプレイ装置を観察する観察者の両眼を連結する線に平行な方向を意味する。
【０１３１】
前記第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、液晶層の配向を考慮して適宜調節され得る。一例において、水平配向のために第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに平行であってもよく、ねじれ角が９０度であるツイスト配向のために、第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに９０度をなすことができ、ねじれ角が３６０度であるツイスト配向のために、第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに平行であってもよい。第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向が互いに平行である場合、第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに逆平行（ａｎｔｉ−ｐａｒａｌｌｅｌ）であってもよいが、例えば、互いに１７０度〜１９０度、１７５度〜１８５度、好ましくは１８０度をなすことができる。
【０１３２】
前記配向膜としては、隣接する液晶層に対して配向能を有するものであれば、特別な制限なしに選択して使用することができる。前記配向膜としては、例えば、ラビング配向膜のように接触式配向膜または光配向膜化合物を含み、例えば、直線偏光の照射などのような非接触式方式により配向特性を示すことができるものと公知となった光配向膜を使用することができる。
【０１３３】
ラビング配向膜または光配向膜のプレチルト方向および角度を調節することは、公知となっている。ラビング配向膜である場合、プレチルト方向は、ラビング方向と平行であってもよく、プレチルト角度は、ラビング条件、例えばラビング時の圧力条件、ラビング強さなどを制御して達成することができる。光配向膜である場合、プレチルト方向は、照射される偏光の方向などにより調節され得、プレチルト角度は、光の照射角度、光の照射強さなどにより調節され得る。
【０１３４】
一例において、前記第１および第２配向膜は、それぞれ、ラビング配向膜であってもよい。前記第１および第２配向膜のラビング方向が互いに平行に配置される場合、前記第１および第２配向膜のラビング方向は、互いに逆平行であってもよいが、例えば、互いに１７０度〜１９０度、１７５度〜１８５度、好ましくは１８０度をなすことができる。前記ラビング方向は、プレチルト角の測定を通じて確認することができるが、一般的に、液晶は、ラビング方向に沿って横になってプレチルト角を発生させるので、プレチルト角を測定することにより、前記ラビング方向の測定が可能になり得る。一例において、前記第１および第２高分子フィルム基板の横方向は、それぞれ、前記第１および第２配向膜のうちいずれか一つの配向膜のラビング軸に平行であってもよい。
【０１３５】
前記光変調デバイスは、前記電極層として、前記第１および第２高分子フィルム基板の内側にそれぞれ存在する第１および第２電極層をさらに含むことができる。光変調デバイスが第１および第２配向膜を含む場合、第１電極層は、第１高分子フィルム基板と第１配向膜との間に存在することができ、第２電極層は、第２高分子フィルム基板と第２配向膜との間に存在することができる。
【０１３６】
前記光変調素子は、反射防止層をさらに含むことができる。一例において、前記光変調素子は、前記第１および／または第２高分子フィルム基板の外側にそれぞれ存在する第１および／または第２反射防止層をさらに含むことができる。前記反射防止層としては、本出願の目的を考慮して公知の反射防止層が使用でき、例えば、アクリレート層が使用できる。反射防止層の厚さは、例えば２００ｎｍ以下または１００ｎｍ以下であってもよい。
【０１３７】
前記光変調素子は、紫外線吸収層をさらに含むことができる。一例において、前記光変調素子は、前記第１および第２高分子フィルム基板の外側にそれぞれ存在する第１および第２紫外線吸収層をさらに含むことができる。前記紫外線吸収層としては、本出願の目的を考慮して公知の紫外線吸収層を適宜選択して使用することができる。
【０１３８】
一例において、前記光変調デバイスは、前記反射防止層、紫外線吸収層などを高分子フィルム基板に直接コートすることにより形成することができる。前記第１および第２高分子フィルム基板を使用する場合、屈折率のマッチングおよびコート工程の最適化の側面で有利になり得る。この場合、工程の単純化および素子の厚さの減少を図ることができる長所がある。他の一例において、光変調デバイスは、前記反射防止層または紫外線吸収層を基材フィルムの一面に形成し、前記基材フィルムを粘着剤または接着剤を介して高分子フィルム基板に付着することができる。
【０１３９】
本出願の光変調デバイスは、前記光変調フィルム層（能動液晶フィルム層）と共に反射層をさらに含むことができる。
【０１４０】
第１の実施態様において前記反射層は、ミラー反射層であってもよい。この場合、前記光変調デバイスは、前記能動液晶フィルム層と反射層との間に１／４波長板をさらに含むことができる。
【０１４１】
前記１／４波長板は、能動液晶フィルム層の高分子フィルム基板の一面に直接コートされるか、または粘着剤または接着剤を介して付着することができる。前記１／４波長板は、１／４波長位相遅延特性を有する位相差層を意味する。本明細書で用語「ｎ波長位相遅延特性」は、少なくとも一部の波長範囲内で、入射光を該入射光の波長のｎ倍で位相遅延させることができる特性を意味する。１／４波長板は、例えば、５５０ｎｍの波長に対する面内位相差が１１０ｎｍ〜２２０ｎｍまたは１３０ｎｍ〜１７０ｎｍの範囲内にありえる。
【０１４２】
前記１／４波長板は、液晶フィルムまたは高分子延伸フィルムであってもよい。
【０１４３】
前記液晶フィルムは、重合性液晶化合物を重合された状態で含むことができる。本出願で「重合性液晶化合物」は、液晶性を示すことができる部位、例えばメゾゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）骨格などを含み、重合性官能基を一つ以上含む化合物を意味する。また「重合性液晶化合物が重合された形態で含まれているということ」は、前記液晶化合物が重合されて、液晶高分子フィルム内で液晶高分子の主鎖または側鎖のような骨格を形成している状態を意味する。重合性液晶化合物は、例えば、水平配向状態で液晶フィルム内に含まれていてもよい。
【０１４４】
前記高分子延伸フィルムは、例えば、延伸により光学異方性を付与できる光透過性の高分子フィルムを適切な方式で延伸したフィルムであってもよい。高分子フィルムとしては、例えば、ポリエチレンフィルムまたはポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム、ポリノルボルネンフィルムなどの環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ：Ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリアクリレートフィルム、ポリビニルアルコールフィルムまたはＴＡＣ（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムなどのセルロースエステル系ポリマーフィルムや前記ポリマーを形成する単量体のうち２種以上の単量体の共重合体フィルムなどが例示できる。一例において、高分子フィルムとしては、環状オレフィンポリマーフィルムが使用できる。前記で環状オレフィンポリマーとしては、ノルボルネンなどの環状オレフィンの開環重合体またはその水素添加物、環状オレフィンの付加重合体、環状オレフィンとアルファ−オレフィンのような他の共単量体の共重合体、または、前記重合体または共重合体を不飽和カルボン酸やその誘導体などで変性させたグラフト重合体などが例示できるが、これに制限されるものではない。
【０１４５】
一例において、前記１／４波長板の遅相軸と電圧の未印加時の能動液晶層の液晶分子の平均光軸は、互いに４０度〜５０度、４３度〜４７度の範囲内、または略４５度をなすことができる。本明細書で平均光軸は、液晶層の液晶分子の光軸のベクトルの和を意味する。
【０１４６】
１／４波長板の遅相軸と液晶層の液晶分子の平均光軸とのなす角度が前記範囲内である場合、遮断状態で優れた反射防止特性を示すことができるので、反射率可変特性の向上に有利になり得る。
【０１４７】
前記光変調デバイスは、前記１／４波長板の一面には、前記反射層が存在することができる。前記反射層も、前記１／４波長板の一面に直接コートされるか、または粘着剤または接着剤を介して付着することができる。
【０１４８】
前記反射層は、ミラー反射特性を有することができる。前記ミラー反射特性は、正反射または鏡面反射と呼称され得る。一例において、前記反射層は、４００〜７００ｎｍ波長の光に対する反射率が２０％〜１００％であってもよい。
【０１４９】
前記反射層は、例えば可視光全般に対して高い反射率を有する金属、例えば、銀、金、マグネシウム、ニッケル、ビズマス、クロム、銅、カルシウム、ストロンチウム、アルミニウムまたはこれらの合金を含む金属薄膜層であってもよい。
【０１５０】
前記第１実施態様の光変調デバイスは、電圧の印加有無による液晶層の配向状態によって反射度可変特性を示すことができる。すなわち前記第１実施態様の光変調デバイスは、前述した低反射モードおよび高反射モード状態の間をスイッチングし得る。
【０１５１】
前記光変調デバイスは、液晶層に電圧の未印加時に最小反射度を示す遮断状態であってもよく、電圧の印加時に最大反射度を示す反射状態であってもよい。
【０１５２】
一例において、前記光変調デバイスは、１５Ｖ電圧の印加時の反射度と電圧の未印加時の反射度の差異が２０％〜６０％であってもよい。
【０１５３】
本出願の第２の実施態様では、前記反射層は、反射型偏光子であってもよい。この場合、前記反射層として２つの反射型偏光子を含むことができる。例えば、第２の実施態様では、前記言及した能動液晶フィルム層と第１反射型偏光子、更なる光変調フィルム層および第２反射型偏光子を順次含むことができる。
【０１５４】
前記光変調フィルム層は、前記能動液晶フィルム層と類似に構成され得、例えば、対向配置されている第３および第４高分子フィルム基板と、前記第３および第４高分子フィルム基板の間に存在し、液晶化合物を含む能動液晶層とを含むことができる。前記第２および第４基板は、前述した能動液晶フィルム層の基板と同じ種類の非対称性フィルム基板であるか、あるいは異なる種類の基板であってもよい。
【０１５５】
前記光変調フィルム層の能動液晶層（以下、第２液晶層と呼称することができる）は、二色性染料を含まなくてもよい。第２液晶層の液晶化合物は、前記能動液晶フィルム層の液晶分子の項目で記述した内容が同一に適用され得る。以下、便宜上、前述した能動液晶フィルム層の液晶分子（液晶ホスト）および二色性染料を含む液晶層は第１液晶層と呼称することができる。
【０１５６】
前記第１および第２液晶層は、それぞれ、電圧印加の有無によって配向状態を切り替えることができる。前記電圧は、高分子フィルム基板に垂直な方向に印加され得る。
【０１５７】
第２の実施態様では、前記第１液晶層は、垂直配向状態と水平配向状態をスイッチングし得るように設計され得る。例えば、電圧の未印加時に垂直配向状態で存在することができ、電圧の印加時に水平配向状態で存在することができる。このような液晶層をＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶層と呼称することができる。
【０１５８】
前記第２液晶層は、水平配向状態とツイスト配向状態との間をスイッチングし得る。例えば、電圧の未印加時にツイスト配向状態で存在することができ、電圧印加時水平配向状態で存在することができる。このような液晶セルをＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶セルと呼称することができる。前記ツイスト配向状態でねじれ角は、０度超過〜９０度以下であってもよく、本出願の一実施例によれば、ＴＮモードで前記ねじれ角は、約１０度以上、約２０度以上、約３０度以上、約４０度以上、約５０度以上、約６０度以上、約７０度以上、約８０度以上または約９０度程度であってもよい。
【０１５９】
前記垂直配向液晶層内で液晶分子の光軸および水平配向液晶層内においての液晶分子の光軸の状態は、前記記述した内容が同一に適用され得る。
【０１６０】
また、前記ツイスト配向液晶層内で液晶分子の光軸の状態やねじれ角および厚さｄとピッチｐの比率ｄ／ｐおよびその測定方法に対する事項は、前述した内容が同一に適用され得る。
【０１６１】
前記液晶層は、ツイスト配向のためにキラルドーパントをさらに含むことができ、この際に使用されるキラルドーパントの具体的な種類や比率などに対する事項も、前述した内容と同じである。
【０１６２】
前記第１および／または第２液晶層の厚さは、それぞれ、本出願の目的を考慮して適宜選択され得る。前記液晶層の厚さは、例えば、約０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上または１０μｍ以上であってもよい。前記液晶層の厚さの上限は、例えば、約３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下または１５μｍ以下であってもよい。液晶層の厚さが前記範囲を満たす場合、反射度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。一例において、前記範囲内で液晶層の厚さが薄いほど反射度可変特性に優れた光変調デバイスを提供することができる。
【０１６３】
前記光変調デバイスは、前記能動液晶フィルム層の高分子フィルム基板に存在する配向膜と前記光変調フィルム層の基板に存在する配向膜を含むことができる。以下、説明の便宜上、前記４個の配向膜をそれぞれ第１〜第４配向膜と呼称し、この際、それぞれ、第１および第２配向膜は、能動液晶フィルム層の基板内側の配向膜であり、第３および第４配向膜は、それぞれ、光変調フィルム層の基板内側の配向膜である。本明細書で基板の内側は、光変調層または能動液晶層に向かう基板の面である。
【０１６４】
前記第１〜第４配向膜としては、それぞれ、水平配向膜または垂直配向膜を適用することができる。一例において、前記第１および第２配向膜は、それぞれ、垂直配向膜であってもよい。一例において、前記第３および第４配向膜は、それぞれ、水平配向膜であるか、第３および第４配向膜のうちいずれか一つは、水平配向膜であり、他の一つは、垂直配向膜であってもよい。本出願の光変調素子によれば、第３および第４配向膜としてそれぞれ水平配向膜と垂直配向膜を適用する場合、第３および第４配向膜としてそれぞれ水平配向膜を適用した場合に比べて、駆動電圧特性を改善することができる。
【０１６５】
前記光変調デバイスは、電圧印加の有無によって液晶層の配向状態を調節することにより、透過度、反射度またはヘイズを調節することができる。液晶層の配向状態は、配向膜のプレチルトにより調節することができ、前記プレチルトに対する内容は、前記記述した内容と類似している。
【０１６６】
前記第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、第１液晶層の配向を考慮して適宜調節され得る。また、第３配向膜と第４配向膜のプレチルト方向は、第２液晶層の配向を考慮して適宜調節され得る。一例において、電圧の未印加時に垂直配向のために第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに平行であってもよく、ねじれ角が９０度であるツイスト配向のために第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに９０度をなすことができる。第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向が互いに平行な場合、第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに逆平行であってもよいが、例えば、互いに１７０度〜１９０度、１７５度〜１８５度の範囲内または略１８０度をなすことができる。一例において、前記第１および第２高分子フィルム基板の横方向は、それぞれ、前記第１および第２配向膜のうちいずれか一つの配向膜のラビング軸に平行であってもよい。一例において、前記第３および第４高分子フィルム基板の横方向は、それぞれ、前記第３および第４配向膜のうちいずれか一つの配向膜のラビング軸に平行であってもよい。
【０１６７】
前記配向膜としては、隣接する液晶層に対して配向能を有するものであれば、特別な制限なしに選択して使用することができ、具体的な種類も、前記記述した内容と類似している。
【０１６８】
一例において、前記第１〜第４配向膜は、それぞれ、ラビング配向膜であってもよい。前記第１および第２配向膜のラビング方向が互いに平行に配置される場合、前記第１および第２配向膜のラビング方向は、互いに逆平行であってもよいが、例えば、互いに１７０度〜１９０度、１７５度〜１８５度の範囲内または略１８０度をなすことができる。前記ラビング方向は、プレチルト角の測定を通じて確認できるが、一般的に、液晶は、ラビング方向に沿って横になってプレチルト角を発生させるので、プレチルト角を測定することにより、前記ラビング方向の測定が可能になり得る。
【０１６９】
前記光変調デバイスは、第１および第２高分子フィルム基板の内側にそれぞれ存在する第１および第２電極層をさらに含むことができ、前記第３および第４高分子フィルム基板の内側にそれぞれ存在する第３および第４電極層をさらに含むことができる。光変調デバイスが第１、第２、第３および第４配向膜を含む場合、第１電極層は、第１高分子フィルム基板と第１配向膜との間に存在することができ、第２電極層は、第２高分子フィルム基板と第２配向膜との間に存在することができ、第３電極層は、第３高分子フィルム基板と第３配向膜との間に存在することができ、第４電極層は、第４高分子フィルム基板と第２配向膜との間に存在することができる。
【０１７０】
第１の実施態様と同様に、前記第２の実施態様の光変調素子も、反射防止層および紫外線吸収層などをさらに含むことができる。
【０１７１】
前記光変調デバイスは、前記第１液晶層を含む能動液晶フィルム層の前記第１反射型偏光子を含むことができる。前記第１反射型偏光子は、前記能動液晶フィルム層の高分子フィルム基板の一面に直接コートされるか、または粘着剤または接着剤を介して付着することができる。
【０１７２】
前記反射型偏光子は、選択的透過および反射特性を有することができる。例えば、前記反射型偏光子は、光の横波と縦波成分のうち一つの成分を透過し、他の成分は反射する特性を有することができる。前記反射型偏光子に光が入射する場合、反射型偏光子を透過する光と反射型偏光子から反射する光の偏光特性を有することができる。一例において、前記透過する光の偏光方向と前記反射する光の偏光方向は、互いに直交していてもよい。すなわち、反射型偏光子は、面方向に直交する透過軸および反射軸を有することができる。
【０１７３】
前記反射型偏光子としては、例えば、いわゆるＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）と公知となっている反射型偏光子やＬＬＣ（Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）のような液晶化合物をコートして形成される反射型偏光子が使用できる。
【０１７４】
前記反射型偏光子は、光の横波と縦波成分のうち一つの成分はほとんど透過し、他の成分はほとんど反射する特性を有するので、ハーフミラー（Ｈａｌｆ  Ｍｉｒｒｏｒ）の形態で具現することができる。一例において、前記反射型偏光子は、非偏光の入射光に対して約５０％以上の反射率を有することができる。本出願の一実施例によれば、前記反射型偏光子としては、例えば、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）が使用できる。
【０１７５】
一例において、前記第１反射型偏光子の反射軸と第１液晶層の水平配向時の液晶層の液晶分子の平均光軸は、０度〜１０度、０度〜５度または略０度をなすことができる。前記平均光軸は、液晶層の液晶分子の光軸のベクトルの和を意味する。
【０１７６】
第１反射型偏光子の反射軸と第１液晶層の液晶分子の平均光軸がなす角度が前記範囲内である場合、遮断状態で優れた反射防止特性を示すことができるので、反射率可変特性の向上に有利になり得る。
【０１７７】
前記光変調デバイスは、前記第１反射型偏光子の一面に前記光変調フィルム層を含むことができる。前記第１反射型偏光子は、前記光変調フィルム層の基板の一面に直接コートされるか、または粘着剤または接着剤を介して付着することができる。
【０１７８】
一例において、前記第１反射型偏光子の反射軸と光変調フィルム層の第２液晶層のツイスト配向時の液晶層の前記第１反射型偏光子に最も隣接した液晶分子の光軸は、８０度〜１１０度、８５度〜１０５度の範囲内または略９０度の角度をなすことができる。
【０１７９】
また、一例において、前記第１反射型偏光子の反射軸と光変調フィルム層の前記第２液晶層のツイスト配向時の液晶層の前記第１反射型偏光子と最も遠い液晶分子の光軸は、０度〜１０度、０度〜５度の範囲内の角度または略０度の角度をなすことができる。
【０１８０】
第１反射型偏光子の反射軸と第２液晶層の液晶分子の光軸がなす角度が前記範囲内である場合、遮断状態で優れた反射防止特性を示すことができるので、反射率可変特性の向上に有利になり得る。
【０１８１】
前記光変調デバイスは、前記第２液晶層を有する光変調フィルム層の一面に前記第２反射型偏光子をさらに含むことができる。前記第２反射型偏光子は、第２液晶層を有する光変調フィルム層の基板に直接コートされるか、または粘着剤または接着剤を介して付着することができる。第２反射型偏光子に対して特別な言及がなければ、第１反射型偏光子に対して記述した内容が同一に適用され得る。
【０１８２】
第２反射型偏光子の反射軸と第１反射型偏光子の反射軸は、０度〜１０度、０度〜５度の範囲内の角度または略０度をなすことができる。第２反射型偏光子の反射軸と第１反射型偏光子の反射軸とのなす角度が前記範囲内である場合、遮断状態で優れた反射防止特性を示すことができるので、反射率可変特性の向上に有利になり得る。
【０１８３】
前記光変調デバイスは、電圧印加の有無による液晶層の配向状態によって反射度可変特性を示すことができる。すなわち、前記光変調デバイスは、前述した高反射モードおよび低反射モードの間をスイッチングし得る。
【０１８４】
前記光変調デバイスは、液晶層に電圧の未印加時に最大反射度を示す反射状態であってもよく、電圧の印加時に最小反射度を示す遮断状態であってもよい。前記光変調デバイスは、電圧印加の有無による反射度可変特性に優れている。一例において、前記光変調デバイスは、１０Ｖ電圧の印加時の反射度と電圧の未印加時の反射度との差異が３０％〜５０％であってもよい。前記反射度は、傾斜角２０度で測定された値であってもよい。
【０１８５】
前記光変調デバイスは、反射度可変特性が要求される多様な用途に適用され得る。反射度可変特性が要求される用途には、車両用可変素材、反射度可変ミラー、ルームミラー、ウィンドウまたはサンルーフなどのような建物、容器または車両などを含む密閉された空間の開口部やアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）等が例示できる。前記でアイウェアの範囲には、一般的なメガネ、サングラス、スポーツ用ゴーグルまたはヘルメットまたは増強現実体験用機器などのように観察者がレンズを通じて外部を観察することができるように形成されたすべてのアイウェアが含まれ得る。
【０１８６】
前記光変調デバイスが適用され得る代表的な用途には、アイウェアがある。前記光変調デバイスがアイウェアに適用される場合に、そのアイウェアの構造は、特に制限されない。すなわち、公知のアイウェア構造の左眼用および／または右眼用レンズ内に前記光変調素子が装着されて適用され得る。
【０１８７】
例えば、前記アイウェアは、左眼用レンズと右眼用レンズと、前記左眼用レンズと右眼用レンズを支持するフレームとを含むことができる。
【０１８８】
図２は、前記アイウェアの例示的な模式図であって、フレーム８２および左眼用と右眼用レンズ８４を含むアイウェアの模式図であるが、前記光変調素子が適用され得るアイウェアの構造が図２に制限されるものではない。前記アイウェアにおいて左眼用レンズおよび右眼用レンズは、それぞれ、前記光変調デバイスを含むことができる。このようなレンズは、前記光変調デバイスのみを含むか、以外に他の構成を含むこともできる。
【発明の効果】
【０１８９】
本出願では、光学的および機械的にも非等方性である高分子フィルムを基板として適用して、機械的物性と光学的物性が共に優れた光変調デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本出願の例示的な光変調デバイスの模式図である。
【図２】アイウェアを例示的に示す。
【図３】実施例および比較例に対する耐久性評価結果を示す。
【図４】実施例および比較例に対する耐久性評価結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１９１】
以下、実施例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例により制限されるものではない。
【０１９２】
実施例または比較例で適用した高分子フィルム基板は、通常、基板に適用される等方性のフィルム基板であるＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム基板（ＰＣ基板、厚さ：１００μｍ、製造社：Ｔｅｉｊｉｎ、製品名：ＰＦＣ１００−Ｄ１５０）と、本出願による非対称基板であるＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム基板（ＳＲＦ基板、厚さ：８０μｍ、製造社：Ｔｏｙｏｂｏ、製品名：ＴＡ０４４）であり、下記物性は、それぞれ、のフィルム基板の一面に厚さ約２０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜が形成された状態においての測定結果である。
【０１９３】
１．高分子フィルム基板の位相差の評価
高分子フィルム基板の面内位相差値（Ｒｉｎ）は、Ａｇｉｌｅｎｔ社のＵＶ／ＶＩＳスペクトロスコープ８４５３装備を利用して下記方法によって５５０ｎｍ波長の光に対して測定した。ＵＶ／ＶＩＳスペクトロスコープに２枚の偏光子を透過軸が互いに直交するように設置し、前記２枚の偏光子の間に高分子フィルムの遅相軸が２枚の偏光子の透過軸とそれぞれ４５度をなすように設置した後、波長による透過度を測定した。波長による透過度グラフにおいて各ピーク（ｐｅａｋ）の位相遅延次数（Ｐｈａｓｅ  ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ  ｏｒｄｅｒ）を求める。具体的に、波長による透過度グラフにおいて波形は、下記数式Ａを満たし、サイン（Ｓｉｎｅ）波形で最大ピーク（Ｔｍａｘ）条件は、下記数式Ｂを満たす。数式Ａでλｍａｘである場合、数式ＡのＴと数式ＢのＴは同一であるので、数式を展開する。ｎ＋１、ｎ＋２およびｎ＋３に対しても数式を展開し、ｎとｎ＋１数式を整理してＲを消去してｎをλｎおよびλｎ＋１数式で整理すると、下記数式Ｃが導き出される。数式ＡのＴと数式ＢのＴが同一であることに基づいてｎとλを知ることができるので、各λｎ、λｎ＋１、λｎ＋２およびλｎ＋３に対してＲを求める。４ポイントに対して波長によるＲ値の直線トレンドラインを求め、数式５５０ｎｍに対するＲ値を算定する。直線トレンドラインの関数は、Ｙ＝ａｘ＋ｂであり、ａおよびｂは、定数である。前記関数のｘに５５０ｎｍを代入したときのＹ値が５５０ｎｍ波長の光に対するＲｉｎ値である。
【０１９４】
［数式Ａ］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（２πＲ／λ）］
【０１９５】
［数式Ｂ］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（（２ｎ＋１）π／２）］
【０１９６】
［数式Ｃ］
ｎ＝（λｎ−３λｎ＋１）／（２λｎ＋１＋１−２λｎ）
【０１９７】
前記でＲは、面内位相差Ｒｉｎを意味し、λは、波長を意味し、ｎは、サイン波形の頂点の次数を意味する。
【０１９８】
２．高分子フィルム基板の引張特性および熱膨張係数の評価
高分子フィルム基板の弾性率（Ｙｏｕｎｇ'ｓ  ｍｏｄｕｌｕｓ）、伸び率（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）および最大応力（Ｍａｘ．ｓｔｒｅｓｓ）は、ＵＴＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）装備（Ｉｎｓｔｒｏｎ  ３３４２）を利用して、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で力を加えて、規格によって引張強度（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）試験を進めて測定した。この場合、各試験片は、幅が約１０ｍｍであり、長さが約３０ｍｍとなるようにカットして製造し、前記長さ方向の両終端の各１０ｍｍずつをテーピングして装備に固定した後に評価を進めた。
【０１９９】
熱膨張係数は、ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）装備（Ｍｅｔｔｅｌｅｒ  ｔｏｌｅｄｏ社、ＳＤＴＡ８４０）を利用して、４０℃から８０℃に温度を１０℃／分の速度で昇温させながら、長さ膨張試験を進めて規格によって測定した。測定時に試験片の測定方向の長さは、１０ｍｍとし、荷重を０．０２Ｎに設定した。
【０２００】
前記のような方式で測定した各フィルム基板に対する物性の評価結果は、下記表１の通りである。
【０２０１】
下記表１で、ＭＤおよびＴＤは、それぞれ、延伸フィルムであるＰＣ基板とＳＲＦ基板のＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向であり、４５は、前記ＭＤおよびＴＤ方向の両方と４５度をなす方向である。
【０２０２】
【表１】
0006922137.tif 000002
【０２０３】
実施例１
前記ＳＲＦ基板を２つ使用して光変調デバイスを製造した。前記ＳＲＦ基板（横：１５ｃｍ、縦：５ｃｍ）のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜（電極層上）に配向膜を形成して、第１基板を製造した。配向膜としては、厚さ３００ｎｍのポリイミド系水平配向膜（ＳＥ−７４９２、Ｎｉｓｓａｎ）をラビング布でラビング処理したものを使用した。第１基板と同一に第２基板を製造した。前記第１および第２基板を相互の配向膜が対向するように対向配置し、それらの間に屈折率異方性△ｎが０．１３である正の誘電率異方性を有する液晶化合物および二色性染料を含むＧＨＬＣ混合物（ＭＤＡ−１６−１２３５、Ｍｅｒｃｋ）を位置させた後に、周縁部を封止して、能動液晶フィルム層を製造した。前記能動液晶フィルム層は、ＥＣＢモードであり、セルギャップは、６μｍである。前記で第１および第２基板のＴＤ方向（遅相軸方向）は、それぞれ、第１基板配向膜のラビング軸を基準として０度になり、前記第１および第２配向膜のラビング方向は、互いに逆平行となるようにした。次に、前記能動液晶フィルム層の一面に一般ミラー（反射層）を配置して、光学デバイスを製造した。前記反射層は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの光に対する反射率の平均が約９５％である一般ミラーである。
【０２０４】
比較例１
基板としてＰＣ基板を適用したことを除いて、実施例１と同一に光変調デバイスを製造した。
【０２０５】
試験例１
前記実施例１および比較例１の光変調デバイスを使用して図３および図４に示された形態のアイウェア素子を製造し、前記素子をベンディングさせた状態で熱衝撃試験を進めた。熱衝撃試験は、前記アイウェアを約−４０℃から９０℃まで約１６．２５℃／分の昇温速度で温度を上げた後、１０分間維持し、さらに約１６．２５℃／分の減温速度で９０℃から−４０℃の温度まで減温した後、１０分間維持することを１サイクルとして、前記サイクルを５００回繰り返す条件に置いた状態で進め、この試験は、曲率半径が約１００Ｒ程度である曲げ治具に前記アイウェアを付着した状態で進めた。図３は、実施例１の場合であり、図４は、比較例１の場合であり、図面のように比較例１の場合、激しいクラックが観察された。
【０２０６】
比較例２
実施例１と同一に光変調デバイスを製造するものの、第１および第２基板の第１方向（ＴＤ方向）が互いに９０度となるようにして光変調デバイスを製造した。この際、第１基板上の配向膜のラビング方向を基準として第１基板の第１方向は０度、第２基板の第１方向は９０度となるようにした。
【０２０７】
比較例３
実施例１と同一に光変調デバイスを製造するものの、第１および第２基板の第１方向（ＴＤ方向）が互いに９０度となるようにして、光変調デバイスを製造した。この際、第１基板上の配向膜のラビング方向を基準として第１基板の第１方向は４５度、第２基板の第１方向は１３５度となるようにした。
【０２０８】
試験例２
実施例１、比較例２および３のデバイスをそれぞれ６０℃の温度および８５％の相対湿度で保管しつつ、ボイド発生を評価し、その結果を下記表２に記載した。具体的に前記条件で保管しつつ、光変調層で目視で視認されるボイドが発生するか否かを評価した。一般的に、目視で視認されるボイドのサイズは、約１０μｍ程度である。
【０２０９】
【表２】
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【０２１０】
表２の結果のように、比較例２および３の場合、初期投入された試料の全部で５００時間内にボイドが観察されて、ボイド発生率が１００％であり、最初にボイドが発生する時点もそれぞれ１２０時間および１４４時間以内であった。
【０２１１】
他方で、実施例１の場合、５００時間以内にボイドが観察される場合はなく、最初にボイドが観察される時間も約５０４時間であった。
【０２１２】
実施例２〜４
実施例１の光学デバイスの能動液晶フィルム層と反射層との間に１／４波長板を位置させて光変調デバイス（実施例２）を製造した。前記１／４波長板は、ＴＡＣ（Ｔｒｉ−ａｃｅｔｙｌ−ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｆｉｌｍ）フィルムで形成された位相差フィルムである。
【０２１３】
前記光変調デバイスに対して電気光学特性およびレインボー現象発生の有無を評価した。電気光学特性は、光変調デバイスに対して電圧印加の有無による反射率の変化を測定することにより評価した。具体的に能動液晶フィルム層の電極層にＡＣ電源を連結し、駆動させながら、印加された電圧による反射率を反射分光器（ＣＭ−２６００ｄ、Ｋｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ）を利用して測定した。前記反射率は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ波長の光に対する反射率の平均である。
【０２１４】
レインボー現象の評価は、認知評価であり、試料内同一輝度でない２つ以上の異なる輝度を示す模様が発生する場合、レインボー現象が発生するものと評価した。
【０２１５】
下記評価例においてＴＮ＿９０°は、能動液晶層をねじれ角が９０度であるＴＮモードで構成した場合（実施例３）に対する結果であり、ＳＴＮ＿３６０°は、能動液晶層をねじれ角が３６０度であるＳＴＮモードで構成した場合（実施例４）である。
【０２１６】
実施例２の場合は、実施例１で能動液晶フィルム層を形成する場合に、同じ方式で前記フィルム層を製造するものの、ＧＨＬＣ組成物にキラルドーパント（Ｓ８１１、Ｍｅｒｃｋ）を０．１１８重量％で添加して使用し、第１および第２基板の配向膜のラビング方向が互いに９０度をなすようにラミネーションすることにより製造した。また、実施例３の場合は、実施例１において能動液晶フィルム層を形成する場合と同じ方式で前記フィルム層を製作するものの、ＧＨＬＣ組成物にキラルドーパント（Ｓ８１１、Ｍｅｒｃｋ）を０．６５６重量％で添加して製造し、前記ＳＴＮモードで液晶層の厚さ（セルギャップ：ｄ）とピッチｐの比率ｄ／ｐは、約０．９５である。
【０２１７】
下記評価例において「０Ｖ＿Ｒ」は、電圧の未印加時の反射率であり、「１５Ｖ＿Ｒ」は、１５Ｖ電圧印加時の反射率であり、「△Ｔ」という「１５Ｖ＿Ｒ」−「０Ｖ＿Ｒ」の値である。
【０２１８】
【表３】
0006922137.tif 000004
【０２１９】
実施例５
前記ＳＲＦ基板を適用して２つの能動液晶フィルム層を製造した。前記ＳＲＦ基板を横および縦の長さがそれぞれ１５ｃｍおよび５ｃｍとなるようにカットし、一面のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜（電極層）上に配向膜を形成して、２つの基板を製造した。前記配向膜としては、厚さ３００ｎｍのポリイミド系垂直配向膜（５６６１ＬＢ３、Ｎｉｓｓａｎ）をラビング布でラビング処理したものを使用した。製造された２つの基板を互いに配向膜が対向するように対向配置し、それらの間に屈折率異方性（△ｎ）が０．１３であり、負の誘電率異方性を有する液晶および二色性染料（ＭＡＴ−１６−５６８、Ｍｅｒｃｋ）を含むＧＨＬＣ組成物を位置し、周縁部をシーラントで封止して、第１能動液晶フィルム層を形成した。この際、第１および第２基板の横方向（ＴＤ方向）がそれぞれ第１高分子フィルム基板のラビング軸を基準として０度となり、第１および第２基板の配向膜のラビング方向は、互いに逆平行をなすようにした。前記第１能動液晶フィルム層は、ＶＡモード液晶セルであり、セルギャップは、６μｍである。
【０２２０】
２つの基板上の配向膜としてポリイミド系水平配向膜（ＳＥ−７４９２、Ｎｉｓｓａｎ）を使用し、それぞれのラビング方向が互いに９０度をなすようにラミネーションしたものを除いて、第１能動液晶フィルム層と同一に第２能動液晶フィルム層を製造し、ただし、この際、液晶層の形成には、屈折率異方性△ｎが０．１３であり、正の誘電率異方性を有する液晶（ＭＤＡ−１６−１２３５、Ｍｅｒｃｋ）にキラルドーパント（Ｓ８１１、Ｍｅｒｃｋ）を０．１１８重量％で添加した液晶組成物を使用した。前記第２能動液晶フィルム層は、ねじれ角が９０度であるＴＮモードの液晶セルであり、セルギャップは、６μｍである。
【０２２１】
第１および第２反射型偏光子としては、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ波長の非偏光入射光に対する反射率が４５％であるＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ、３Ｍ社）を準備した。
【０２２２】
前記第１能動液晶フィルム層、第１反射型偏光子、第２能動液晶フィルム層および第２反射型偏光子を順に積層して、光変調デバイスを製造した。第１反射型偏光子の反射軸は、第１能動液晶フィルム層の２個の配向膜のうち前記第１反射型偏光子に近い配向膜のラビング軸に対して平行であり、第２能動液晶フィルム層の２個の配向膜のうち前記第１反射型偏光子に近い配向膜のラビング軸に対して直交するようにし、前記第１および第２反射型偏光子の反射軸は、互いに平行にした。
【０２２３】
前記光変調デバイスに対して電気光学特性およびレインボー現象発生の有無を評価した。電気光学特性は、光変調デバイスに対して電圧印加の有無による反射率の変化を測定することにより評価した。具体的に第１および第２のＩＴＯ層にＡＣ電源を連結し、駆動させながら、印加された電圧による反射率を反射分光器（ＣＭ−２６００ｄ、Ｋｏｎｉｃａ  Ｍｉｎｏｌｔａ）を利用して光変調デバイスの一面に９５％以上の反射率を有するミラーを配置した状態で測定した。前記反射率は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ波長の光に対する反射率の平均である。
【０２２４】
レインボー現象の評価は、認知評価であり、試料内同一輝度でない２つ以上の異なる輝度を示す模様が発生する場合、レインボー現象が発生するものと評価した。
【０２２５】
下記評価例において「０Ｖ＿Ｒ」は、電圧の未印加時の反射率であり、「１５Ｖ＿Ｒ」は、１５Ｖ電圧印加時の反射率であり、「△Ｔ」という「１５Ｖ＿Ｒ」−「０Ｖ＿Ｒ」の値である。下記評価例において反射率は、光変調デバイスの表面法線方向と１０度または２０度をなす方向に入射した光に対して測定した結果である。
【０２２６】
【表４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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