(57)【要約】  本出願は透過率可変装置およびその用途に関するものである。本出願の透過率可変装置はクリア状態およびブラック状態の間をスイッチングすることができ、クリア状態での高い透過率とブラック状態での高い遮断率を示し、傾斜角でも優秀なコントラスト比を示すことができる。このような本出願の透過率可変装置は、透過率の調節が必要な多様な建築用または車両用素材や、増強現実体験用またはスポーツ用ゴーグル、サングラスまたはヘルメットなどのアイウェイ（ｅｙｅｗｅａｒ）を含む多様な用途に適用され得る。
2020518032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重なって配置されている第１ゲストホスト層および第２ゲストホスト層を含む透過率可変装置であって、
前記第１ゲストホスト層および第２ゲストホスト層はそれぞれ液晶ホストおよび二色性染料ゲストを含み、
電圧無印加または電圧印加状態で前記第１ゲストホスト層および第２ゲストホスト層の液晶ホストは互いの光軸が水平となるように水平配向されており、
前記第１ゲストホスト層および第２ゲストホスト層の間には位相差素子が配置されている、
透過率可変装置。
【請求項２】
電圧の印加によりクリア状態とブラック状態の間をスイッチングできる、
請求項１に記載の透過率可変装置。
【請求項３】
クリア状態でゲストホスト層の表面の法線と２０度の角度をなす入射光の透過率（Ｔｃ）とブラック状態での前記入射光の透過率（Ｔｂ）の比（Ｔｃ／Ｔｂ）が７．５以上である、
請求項２に記載の透過率可変装置。
【請求項４】
液晶ホストはネマチック液晶化合物を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項５】
二色性染料としては、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、スクアレン染料またはピロメテン染料である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項６】
第１ゲストホスト層および第２ゲストホスト層の液晶ホストが
電圧無印加状態で水平配向されている場合に電圧印加によって垂直配向状態に転換され、
電圧印加状態で水平配向されている場合には電圧無印加状態で垂直配向状態に転換される、
請求項１から５のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項７】
垂直配向状態の液晶ホストは、７０度以上、９０度未満の範囲内のプレチルト角を有する、
請求項６に記載の透過率可変装置。
【請求項８】
第１ゲストホスト層のプレチルト方向と第２ゲストホスト層のプレチルト方向は互いに平行である、
請求項７に記載の透過率可変装置。
【請求項９】
位相差素子は、５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１０】
位相差素子の遅相軸とゲストホスト層の液晶ホストの水平配向時の光軸がなす角度が３５度〜５５度の範囲内である、
請求項１から９のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１１】
位相差素子は、非液晶高分子フィルムまたは液晶高分子フィルムである、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１２】
互いに対向配置されている第１基板および第２基板と互いに対向配置されている第３基板および第４基板をさらに含み、
第１ゲストホスト層が前記第１基板および第２基板の間に位置し、
第２ゲストホスト層が前記第３基板および第４基板の間に存在し、
前記第２基板および第３基板が互いに対向して配置されている、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１３】
互いに対向配置されている第１基板および第２基板と互いに対向配置されている第３基板および第４基板をさらに含み、
第１ゲストホスト層が前記第１基板および第２基板の間に位置し、
第２ゲストホスト層が前記第３基板および第４基板の間に存在し、
前記第２基板および第３基板が互いに対向して配置されており、
前記第２基板および第３基板の間に前記位相差素子が存在する、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１４】
第２基板および第３基板の５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差の合計値が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内である、
請求項１２に記載の透過率可変装置。
【請求項１５】
第２基板、位相差素子および第３基板の５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差の合計値が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内である、
請求項１３に記載の透過率可変装置。
【請求項１６】
順次配置された第１基板、第２基板および第３基板をさらに含み、
前記第１基板および第２基板の間に第１ゲストホスト層が存在し、
前記第２基板および第３基板の間に第２ゲストホスト層が存在し、
前記第２基板の５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の透過率可変装置。
【請求項１７】
左目用レンズと右目用レンズ；および
前記左目用レンズと右目用レンズを支持するフレームを含む
アイウェアであって、
前記左目用レンズおよび右目用レンズはそれぞれ請求項１から１６のいずれか１項に記載の透過率可変装置を含み、
前記フレームは、装着時の観察者の正面の視線方向と前記透過率可変装置の表面の法線がなす角度が１５度〜４０度の範囲内となるように形成されている、
アイウェア。
【請求項１８】
増強現実体験用機器である、
請求項１７に記載のアイウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２０１７年４月２８日付提出された大韓民国特許出願第１０−２０１７−００５５１７１号に基づいた優先権の利益を主張し、該当大韓民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。
【０００２】
本出願は透過率可変装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
主に液晶化合物であるホスト物質（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）を使った透過率可変装置は公知である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このような透過率可変装置は、サングラスなどのメガネ類（ｅｙｅｗｅａｒ）や建物の外壁、車両のサンルーフなどを含む多様な用途に適用されている。最近では、いわゆる増強現実（ＡＲ、Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ）の体験のためのメガネ類にも前記透過率可変素子の適用が検討されている。
【０００５】
このような透過率可変装置は、ＧＨセル内の二色性染料ゲストの配向を調節して透過率を調節するようになるが、用途によっては観察者が前記透過率可変装置を傾斜した方向から観察するようになる場合がある。観察者が透過率可変装置を傾斜した方向から観察するようになる場合としては、代表的には前記装置が曲面のガラスに装着される場合やサングラスまたは増強現実体験装置のようなメガネ類に装着される場合である。
【０００６】
ところで、現在まで公知とされた透過率可変装置の場合、前記のように傾斜した方向から観察するようになる時にそのコントラスト比（Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｒａｔｉｏ、ＣＲ）が低下する問題点がある。
【０００７】
＜先行技術文献＞
（特許文献１）ヨーロッパ公開特許第００２２３１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願は、透過率可変装置に関するものであって、一例示において、傾斜した方向から前記透過率可変装置を観察する場合にも高いコントラスト比を実現できる透過率可変装置およびその用途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】
本出願は透過率可変装置に関するものである。用語透過率可変装置は、高透過率状態と低透過率状態の間をスイッチングできるように設計された装置を意味し得る。後述するように、少なくとも２個のゲストホスト（Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ）セル（以下、ＧＨセル）を含む構造で前記各ＧＨセル内の二色性染料の配向を調節することによって、前記状態間のスイッチングが可能となり得る。
【００１０】
本出願において、前記高透過率状態はクリア状態（Ｃｌｅａｒ  ｓｔａｔｅ）と呼称され得、低透過率状態はブラック状態（Ｂｌａｃｋ  ｓｔａｔｅ）と呼称され得る。前記クリア状態は、例えば、前記装置の垂直光に対する直進光透過率が４０％以上である状態を意味し得、ブラック状態は前記装置の垂直光に対する直進光透過率が１０％以下である状態を意味し得る。前記で垂直光は、前記透過率可変装置がフィルムまたはシート形態である場合には、前記フィルムまたはシート表面の法線方向と並んでいる方向に入射する光であり、垂直光の直進光透過率は、前記フィルムまたはシートの表面に入射した垂直光の中で同様に前記法線方向と並んでいる方向に透過した光の百分率である。
【００１１】
クリア状態での垂直光の直進光透過率は、他の例示で約１００％以下、約９５％以下、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下または５０％以下であり得る。前記ブラック状態での垂直光の直進光透過率は他の例示で約８％以下、７％以下または６％以下であり得、また、０％以上、１％以上、２％以上、３％以上または４％以上であり得る。
【００１２】
本出願の透過率可変装置は、傾斜方向から観察する場合にも高いクリア状態の透過率と低いブラック状態の透過率が具現され得、これに伴い、高いコントラスト比、すなわちクリア状態の透過率Ｔｃとブラック状態の透過率Ｔｂの比Ｔｃ／Ｔｂを実現することができる。
【００１３】
例えば、本出願の透過率可変装置は、クリア状態（Ｃｌｅａｒ  ｓｔａｔｅ）で傾斜光の直進光透過率が、４０％以上または４５％以上であり得る。他の例示で前記傾斜光の直進光透過率は、約１００％以下、約９５％以下、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下または５０％以下であり得る。
【００１４】
前記透過率可変装置は、ブラック状態で傾斜光の直進光透過率が、１０％以下、約９％以下、約８％以下、７％以下または６％以下であり得、また、０％以上、１％以上、２％以上、３％以上または４％以上であり得る。
【００１５】
また、前記透過率可変装置は、クリア状態での傾斜光の直進光透過率Ｔｃとブラック状態での傾斜光の直進光透過率Ｔｂの比Ｔｃ／Ｔｂが、７．５以上、８以上、８．５以上、９以上、９．５以上または１０以上であり得る。前記比Ｔｃ／Ｔｂは他の例示で２０以下、１８以下、１６以下、１４以下または１２以下であり得る。
【００１６】
前記において傾斜光は、前記透過率可変装置がフィルムまたはシート形態である場合には、前記フィルムまたはシート表面の法線方向と約２０度をなす方向に入射する光であり、このような傾斜光の直進光透過率は、入射した傾斜光の中で同様に前記法線方向と約２０度をなす方向に透過した光の百分率である。
【００１７】
前記言及した垂直光および傾斜光の透過率は、可視光波長領域、すなわち４００〜７００ｎｍの波長範囲内のいずれか一つの波長の光に対する数値であるか、あるいは前記全波長の光に対する数値の平均値であり得る。
【００１８】
また、前記言及した各クリア状態での直進光透過率は、前記透過率可変装置の該当透過率が最も高い状態での透過率であり、ブラック状態での直進光透過率は、前記透過率可変装置の該当透過率が最も低い状態での透過率である。
【００１９】
例示的な透過率可変装置は、第１ＧＨセルおよび第２ＧＨセルを含むことができる。本出願で用語ＧＨセルは、ホスト（ｈｏｓｔ）物質と二色性染料（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｄｙｅ）ゲスト物質の混合物を含む部位を含むセルであって、前記混合物で二色性染料ゲストの配向を調節して光の透過率を調節できるセルを意味する。前記においてホスト物質としては一般に液晶化合物が適用される。以下、本明細書で液晶化合物であるホスト物質は、液晶ホストと呼称され得る。また、ホスト物質と二色性染料ゲスト物質の混合物を含む部位は、本明細書でＧＨ層と呼称され得る。したがって、前記第１および第２ＧＨセルはそれぞれ第１および第２ＧＨ層を含むことができる。
【００２０】
本出願で前記第１および第２ＧＨ層は互いに重なった状態で装置内に含まれている。これに伴い、前記第１ＧＨ層を透過した光は第２ＧＨ層に入射され得、反対に第２ＧＨ層を透過した光も第１ＧＨ層に入射され得る。
【００２１】
図１は、前記のように互いに重なっている第１ＧＨ層１０および第２ＧＨ層２０の状態を模式的に示した図面である。このような構造は、本明細書でダブルセル（ｄｏｕｂｌｅ  ｃｅｌｌ）構造と呼称され得る。図１に示されたように、前記第１および第２ＧＨ層１０、２０の間には後述する位相差素子３０が存在し得る。
【００２２】
本出願で第１および第２ＧＨ層は、それぞれ液晶化合物を少なくとも含むことができる。前記液晶化合物はホスト物質として含まれ得る。液晶化合物としては、特に制限なく用途により適合な種類を選択することができる。一例示において、液晶化合物としては、ネマチック液晶化合物を使うことができる。前記液晶化合物は、非反応性液晶化合物であり得る。非反応性液晶化合物は、重合性基を有さない液晶化合物を意味し得る。前記において重合性基としては、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、カルボキシ基、ヒドロキシ基、ビニル基またはエポキシ基などが例示され得るが、これに制限されず、重合性基として知られている公知の官能基が含まれ得る。
【００２３】
ＧＨ層に含まれる液晶化合物は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。本出願で用語「誘電率異方性」とは、液晶化合物の異常誘電率（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）の差を意味し得る。液晶化合物の誘電率異方性は、例えば±４０以内、±３０以内、±１０以内、±７以内、±５以内または±３以内の範囲内であり得る。液晶化合物の誘電率異方性を前記範囲で調節すれば、液晶素子の駆動効率の側面で有利であり得る。
【００２４】
ＧＨ層内に存在する液晶化合物の屈折率異方性は、目的の物性、例えば、透過率可変装置の透過特性、コントラスト比などを考慮して適切に選択され得る。用語「屈折率異方性」とは、液晶化合物の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）と正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ  ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｎｄｅｘ）の差を意味し得る。液晶化合物の屈折率異方性は、例えば０．１以上、０．１２以上または０．１５以上〜０．２３以下０．２５以下または０．３以下の範囲内にあり得る。
【００２５】
ＧＨ層は二色性染料をさらに含むことができる。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装置の透過率を制御する役割をすることができる。本出願で用語「染料」とは、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得、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範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味し得る。
【００２６】
二色性染料としては、例えば、いわゆるホストゲスト（ｈｏｓｔ  ｇｕｅｓｔ）効果によって液晶化合物の整列状態により整列され得る特性を有すると知られている公知の染料を選択して使うことができる。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は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）を使うことができる。このような染料は、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などで公知されているが、これに制限されるものではない。
【００２７】
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以上である染料を使うことができる。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足することができる。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以下程度であり得る。
【００２８】
二色性染料のＧＨ層内の比率は目的の物性、例えば、透過率可変特性により適切に選択され得る。例えば、二色性染料は０．０１重量％以上、０．１重量％以上、０．２重量％以上、０．３重量％以上、０．４重量％以上、０．５重量％以上、０．６重量％以上、０．７重量％以上、０．８重量％以上、０．９重量％以上、または１．０重量％以上の比率でＧＨ層内に含まれ得る。二色性染料のＧＨ層内の比率の上限は、例えば、２重量％以下、１．９重量％以下、１．８重量％以下、１．７重量％以下、１．６重量％以下、１．５重量％以下、１．４重量％以下、１．３重量％以下、１．２重量％以下または１．１重量％以下であり得る。
【００２９】
前記ＧＨ層は、必要であれば前記成分に公知のＧＨ層の形成に使われる任意の添加物質をさらに含むことができる。
【００３０】
ダブルセル内のＧＨ層は、それぞれまたは同時に約０．５以上の異方性度Ｒを有することができる。
【００３１】
前記異方性度Ｒは、液晶ホストの配向方向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に平行に偏光された光線の吸光度Ｅ（ｐ）および液晶ホストの配向方向に垂直に偏光された光線の吸光度Ｅ（ｓ）から下記の数学式により測定する。
【００３２】
＜異方性度の測定＞
異方性度Ｒ＝［Ｅ（ｐ）−Ｅ（ｓ）］／［Ｅ（ｐ）＋２＊Ｅ（ｓ）］
【００３３】
前記で使われる基準は、ＧＨ層内に染料を含有しない他の同一装置である。
【００３４】
具体的に異方性度Ｒは、染料の分子が水平配向されたＧＨセルの吸光度に対する値Ｅ（ｐ）および染料の分子が垂直配向された同一のＧＨセルの吸光度に対する値Ｅ（ｓ）から測定され得る。前記吸光度を、染料は全く含有しないが、それ以外には同一構成を有するＧＨセルと比較して測定する。このような測定は、振動面が一つの場合には配向方向と平行な方向に振動Ｅ（ｐ）し、後続測定では配向方向と垂直な方向に振動Ｅ（ｓ）する偏光された光線を利用して実行され得る。ＧＨセルは、測定の途中にスイッチングされたり回転せず、したがって、前記Ｅ（ｐ）およびＥ（ｓ）の測定は偏光された入射光の振動面を回転させることによって実行され得る。
【００３５】
詳細な手続きの一例示は下記に記述された通りである。Ｅ（ｐ）およびＥ（ｓ）の測定のためのスペクトルは、パーキンエルマーＬａｍｂｄａ１０５０ＵＶ分光計（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｌａｍｂｄａ  １０５０  ＵＶ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を利用して記録する。分光計には測定用ビームおよび基準ビームのいずれにも２５０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲用のグラントムソン偏光子（Ｇｌａｎ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒ）が装着されている。２個の偏光子はステッピングモーター（ｓｔｅｐｐｉｎｇ  ｍｏｔｏｒ）により制御され、同じ方向に配向される。偏光子の偏光子方向においての変化、例えば０度〜９０度の転換は測定用ビームおよび基準ビームに対して常に同期的および同じ方向に実行される。個別偏光子の配向はヴュルツブルク大学（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｗｕｒｚｂｕｒｇ）のＴ．Ｋａｒｓｔｅｎｓの１９７３年学位論文に記述されている方法を利用して測定することができる。
【００３６】
この方法において、偏光子は配向された二色性サンプルに対して５度ずつ段階的に回転され、吸光度は好ましくは最大吸収領域で固定された波長で記録される。それぞれの偏光子の位置に対して新しい基準線ゼロ点（ｚｅｒｏ  ｌｉｎｅ）が実行される。２個の二色性スペクトルＥ（ｐ）およびＥ（ｓ）の測定のために、ＪＳＲ社のポリイミドＡＬ−１０５４でコーティングされた逆平行‐ラビングされたテストセルは測定用ビームおよび基準ビームのいずれにも位置する。２個のテストセルは同一の層厚に選択され得る。純粋なホスト（液晶）を含有するテストセルは基準ビーム内に位置する。液晶中に染料の溶液を含有するテストセルは測定用ビーム内に位置する。測定用ビームおよび基準ビームに対する２個のテストセルは、同一の配向方向で音波経路（ｒａｙ  ｐａｔｈ）内に設置される。分光計の最大に可能な精密度を保証するために、Ｅ（ｐ）は必ずその最大吸収波長範囲、例えば、０．５〜１．５の波長範囲内にあり得る。これは３０％〜５％の透過度に相応する。これは層厚および／または染料の濃度を相応するように調整することによって設定される。
【００３７】
異方性度Ｒは、文献［参照：「Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  ｉｎ  Ｏｐｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」、Ｄ．Ｓ．Ｋｌｉｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．、Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ、１９９０］に記載されているような前記数学式によりＥ（ｐ）およびＥ（ｓ）に対する測定値から計算され得る。
【００３８】
前記異方性度Ｒは、他の例示において、約０．５５以上、０．６以上または０．６５以上であり得る。前記異方性度Ｒは例えば、約０．９以下、約０．８５以下、約０．８以下、約０．７５以下または約０．７以下であり得る。
【００３９】
このような異方性度ＲはＧＨセルの種類、例えば、液晶化合物（ホスト）の種類、異方性染料の種類および比率、ＧＨセルの厚さなどを制御して達成することができる。
【００４０】
前記範囲内の異方性度Ｒを通じて、より低エネルギーを使いながらも、透過状態と遮断状態での透過率の差が大きくなってコントラスト比が高くなるフィルムの提供が可能となり得る。
【００４１】
前記ＧＨ層をそれぞれ含む第１および第２ＧＨセルは、互いに重なって前記透過率可変装置内に含まれていてもよい。前記ＧＨ層内で前記液晶ホストは、配向された状態で存在し得る。このような液晶ホストの配向により前記二色性染料ゲストも配向されていてもよい。例えば、前記ＧＨセルはそれぞれ光軸を有することができる。前記において光軸は、例えば、液晶ホスト物質の方向子（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）の平均配向方向を意味する。前記において方向子の配向方向は、ネマチック液晶化合物のように棒（ｒｏｄ）状の液晶化合物の場合、その長軸方向を意味し、ディスコティック液晶のように円板状の化合物の場合、該当円板の平面の法線方向を意味し得る。ＧＨセルでの光軸の意味および該当光軸を決定する方式は公知であり、本出願では前記のような公知の内容が適用され得る。
【００４２】
例えば、前記光軸は、通常的に配向膜の配向方向により決定され、ＧＨセルについては次のような方式で測定することができる。例えば、ＧＨセルを水平配向させた状態で前記ＧＨセルの一面に線形偏光子を配置し、前記偏光子を３６０度回転させて透過率を測定して確認することができる。すなわち、前記状態でＧＨセルまたは線形偏光子側に光を照射しながら他側で輝度（透過率）を測定することによって光軸方向を確認することができる。例えば、前記偏光子を３６０度回転させる過程で透過率が最小となる時に、前記偏光子の吸収軸と垂直をなす角度または水平をなす角度を光軸の方向と規定することができる。
【００４３】
一例示において、前記透過率可変装置内の第１および第２ＧＨセルの光軸は、電圧印加状態または電圧無印加状態でそれぞれのＧＨセルに対して垂直であるか、平行であり得る。すなわち、前記ＧＨセル内のＧＨ層の液晶ホストは、電圧印加または無印加状態で垂直配向されているか水平配向されていてもよい。２個のＧＨ層の液晶ホストがすべて水平配向される場合に、第１および第２ＧＨ層の液晶ホストの光軸は互いに対して水平であり得る。例えば、本明細書で用語垂直、直交、水平または平行は、実質的な垂直、直交、水平または平行を意味するものであって、例えば、垂直または直交の意味には、９０度から±１０度以内、±９度以内、±８度以内、±７度以内、±６度以内、±５度以内、±４度以内、±３度以内、±２度以内、±１度以内または±０．５度以内の偏差がある場合を含み、水平または平行の意味には１８０度から±１０度以内、±９度以内、±８度以内、±７度以内、±６度以内、±５度以内、±４度以内、±３度以内、±２度以内、±１度以内または±０．５度以内の偏差がある場合を含む。前記において光軸がＧＨセルに対して垂直であるということは、前記ＧＨセルの表面と前記光軸がなす角度が垂直または直交する場合であり、光軸がＧＨセルに対して水平であるということは、前記ＧＨセルの表面と前記光軸が互いに水平であるか平行であることを意味し得る。
【００４４】
例えば、電圧無印加状態でＧＨセルの光軸が前記ＧＨセルに対して直交である場合に、電圧の印加によって前記光軸が前記ＧＨセルに対して平行に配向され得、反対に電圧無印加状態でＧＨセルの光軸が前記ＧＨセルに対して平行な場合に、電圧印加によって前記光軸が前記ＧＨセルに対して直交するように配向され得る。前記のように電圧無印加時に液晶ホストが垂直配向されている場合には、いわゆる通常透過モード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｍｏｄｅ）の素子が具現され、電圧無印加時に液晶ホストが水平配向される場合に通常ブラックモード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ  Ｂｌａｃｋ  Ｍｏｄｅ）の素子が具現される。透過率可変装置を通常透過モードに設計するか、それとも通常遮断モードに設計するかは、使われる液晶ホストの種類、配向膜および／または電極層の位置により決定され得る。
【００４５】
一例示において、前記ＧＨ層の液晶ホストが垂直配向される場合に、前記液晶ホストは所定範囲のプレチルト角を有するように設計されていてもよい。
【００４６】
セルの光軸がそれぞれのＧＨセルに対して垂直な状態、すなわち前記ＧＨセル内の液晶ホストが垂直配向された状態で所定範囲のプレチルト角とプレチルト方向を有するように設計され得る。
【００４７】
液晶ホストのプレチルト角は、前述した液晶ホストの方向子の方向が前記ＧＨ層の平面となす角度を意味し得る。
【００４８】
第１および第２ＧＨセルの液晶ホストがすべて９０度未満のプレチルト角を有する場合、第１ＧＨセルのプレチルト方向と第２ＧＨセルのプレチルト方向は互いに略平行であり得る。
【００４９】
プレチルト方向はプレチルトされた液晶ホストをＧＨ層の平面に投影させた状態での方向を意味し得る。
【００５０】
ＧＨセル内の液晶ホストのプレチルト角と方向を前記のように制御する方式は特に制限されず、例えば、配向膜を使って制御することができる。
【００５１】
一例示において、前記第１および第２ＧＨセルは、それぞれ前記第１ＧＨ層および第２ＧＨ層の両側に配置された２枚の配向膜をさらに含むことができる。一例示において、前記第１ＧＨセルは、第１垂直配向膜、第１ＧＨ層および第２垂直配向膜を順に含むことができ、前記第２ＧＨセルは第３垂直配向膜、第２ＧＨ層および第４垂直配向膜を順に含むことができる。
【００５２】
本出願の透過率可変装置で前記配向膜の配向方向の制御を通じて、前記プレチルト角およびプレチルト方向を調節することができる。
【００５３】
前記プレチルト角度は、液晶分子の方向子が配向膜、ＧＨ層またはＧＨセル（以下、配向膜など）の表面と水平な面に対してなす角度または配向膜などの表面の法線方向となす角度を意味し得る。
【００５４】
本明細書で配向膜のプレチルト角は液晶ホストのプレチルト角と同じ意味で使われ得、配向膜のプレチルト方向は液晶ホストのプレチルト方向と同じ意味で使われ得る。
【００５５】
一例示において、前記第１〜第４垂直配向膜はプレチルト角が７０度〜９０度または７０度以上、かつ９０度未満の範囲を有することができる。プレチルト角度が前記範囲内である場合、初期の透過度が優秀な透過率可変装置を提供することができる。前記プレチルト角は一例示において、約７１度以上、７２度以上、約７３度以上、約７４度以上、約７５度以上、約７６度以上、約７７度以上、約７８度以上、約７９度以上、約８０度以上、約８１度以上、約８２度以上、約８３度以上、約８４度以上、約８５度以上、約８６度以上または約８７度以上であり得、約８８．５度以下または約８８度以下であり得る。
【００５６】
一例示において、前記第１垂直配向膜のプレチルト角度は、前記配向膜などの水平な面を基準として時計回り方向または反時計回り方向に測定した角度であり、第２垂直配向膜のプレチルト角度は彼とは逆方向、すなわち第１垂直配向膜のプレチルト角度が時計回り方向に測定された場合には反時計回り方向または第１垂直配向膜のプレチルト角度が反時計回り方向に測定された場合には時計回り方向に測定された角度であるか、同じ方向に測定された角度であり得る。
【００５７】
また、前記第３垂直配向膜のプレチルト角度は、前記配向膜などの水平な面を基準として時計回り方向または反時計回り方向に測定した角度であり、第４垂直配向膜のプレチルト角度は彼とは逆方向、すなわち第３垂直配向膜のプレチルト角度が時計回り方向に測定された場合には反時計回り方向または第３垂直配向膜のプレチルト角度が反時計回り方向に測定された場合には時計回り方向に測定された角度であるか、同じ方向に測定された角度であり得る。
【００５８】
前記プレチルト方向は液晶分子の方向子が配向膜の水平な面に射影された方向を意味し得る。
【００５９】
前記第１および第２垂直配向膜のプレチルト方向と第３および第４垂直配向膜のプレチルト方向は互いに水平であり得る。
【００６０】
前記言及したプレチルト角度および方向は、一例示において、前記各ＧＨセルのＧＨ層が垂直配向状態である場合に各ＧＨ層で測定されるプレチルト角および方向であり得る。
【００６１】
前記第１〜第４垂直配向膜はラビング配向膜または光配向膜であり得る。ラビング配向膜の場合、配向方向はラビング方向によって決定され、光配向膜の場合は、照射される光の偏光方向などによって決定される。前記垂直配向膜のプレチルト角度およびプレチルト方向は配向条件、例えばラビング配向時のラビング条件や圧力条件、あるいは光配向条件、例えば、光の偏光状態、光の照射角度、光の照射強度などを適切に調節して実現することができる。
【００６２】
例えば、垂直配向膜がラビング配向膜である場合、前記プレチルト角度は前記ラビング配向膜のラビング強度などを制御して達成することができ、プレチルト方向は前記ラビング配向膜のラビング方向を制御して達成することができ、このような達成方式は公知の方式である。また、光配向膜の場合、配向膜の材料、配向に適用される偏光の方向、状態または強度などによって達成され得る。
【００６３】
ラビング配向膜を使う場合、第１および第２垂直配向膜のラビング方向は互いに同一であるか互いに逆方向であり、第３および第４垂直配向膜のラビング方向は互いに同一であるか互いに逆方向であり得る。
【００６４】
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りながら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って前記ラビング方向の測定が可能となり得る。
【００６５】
前記のようなプレチルト角および方向の設定を通じて、クリア状態でより高い透過率とブラック状態でより低い透過率の実現に有利であり得る。
【００６６】
前述したＧＨセルの光軸の配向と後述する位相差素子が組み合わせられる場合、傾斜方向でのコントラスト比が大きく改善される透過率可変装置が提供され得る。
【００６７】
本出願の透過率可変装置において、それぞれのＧＨセルは前記のような構成でＧＨ層を含む限り、具体的な構成は特に制限されない。
【００６８】
本出願の透過率可変装置は、前記のような２個のＧＨセルを少なくとも含み、また、該当２個のＧＨセルの間に配置された位相差素子をさらに含む。これに伴い、透過モードで光は、第１ＧＨセル、前記位相差素子および第２ＧＨセルを順次透過するかあるいは第２ＧＨセル、前記位相差素子および第１ＧＨセルを順次透過することができる。
【００６９】
本出願で適用され得る前記位相差素子の具体的な種類は特に制限されない。一例示において、前記位相差素子としては、λ／２位相遅延特性を有する位相差素子を使うことができる。前記においてλ／２位相遅延特性を有する位相差素子は、線偏光された光が入射すると、前記入射光を前記入射光と略垂直または直交する線偏光された光に転換させて出射させることができる素子である。前記位相差素子は、例えば、約５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内または２２０ｎｍ〜３２０ｎｍの範囲内であり得る。前記において位相差素子の面上位相差は、位相差素子の遅相軸方向の屈折率ｎｘと進相軸方向の屈折率ｎｙの差ｎｘ−ｎｙを該当位相差素子の厚さｄと積算して求められる数値（ｄ×（ｎｘ−ｎｙ））である。
【００７０】
前記のような位相差素子は、その遅相軸方向が前記ＧＨセルの光軸が前記ＧＨセルに対して水平である場合に、前記光軸と約３５度〜５５度の範囲内、約４０度〜５０度の範囲内または約４５度となるように配置され得る。前記のような位相差素子の遅相軸と前述したＧＨセルの光軸の関係によって透過率の可変が可能であり、特に傾斜方向から観察時にも高いコントラスト比が確保される透過率可変装置の提供が可能である。
【００７１】
本出願で前記位相差素子の具体的な種類は、前記のような面上位相差、すなわちλ／２位相遅延特性を有する限り特に制限されず、これは単一層であるか２層以上の積層構造を有することができる。例えば、２枚のλ／４位相遅延特性を有する素子を積層して前記λ／２位相遅延特性を有する素子を実現することもできる。位相差素子が２層以上の積層構造を有しつつ、前記λ／２位相遅延特性を示す場合、積層構造内の各層の遅相軸の方向は互いに平行であるか、平行でなくてもよいが、全体として第１または第２ＧＨ層を透過した線偏光の偏光方向を９０度回転させて透過させることができる方向に設定され得る。
【００７２】
一例示において、前記位相差素子は、非液晶高分子フィルムまたは液晶高分子フィルムであり得る。前記において液晶高分子フィルムは、いわゆるＲＭ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｓｏｇｅｎ）と知られている反応性液晶化合物を配向および重合させて製造されたフィルムであり、非液晶高分子フィルムは、前記液晶高分子フィルムの他に光学的異方性を有する高分子フィルムであって、一軸または二軸延伸などの処理を通じて光学的異方性が示されるようにした高分子フィルムを意味し得る。このような非液晶高分子フィルムとしては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ  ｏｌｅｆｉｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等のアクリルフィルム；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムまたはＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルムなどのポリエステルフィルム；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）等のオレフィンフィルム；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）フィルム；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）フィルム；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｅｒ  ｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）フィルム；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルム；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム；またはＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）等が例示され得るが、これに制限されるものではない。
【００７３】
本出願の透過率可変装置は前述した通り、第１および第２ＧＨ層を含むＧＨセルおよび位相差素子を含む限り多様な構造で具現され得る。
【００７４】
一例示において、前記透過率可変装置は、互いに対向配置されている第１および第２基板と、同様に互いに対向配置されている第３および第４基板を含むことができる。このような場合が図２に図示されている。図２のように前記のように第１〜第４基板１０１、１０２、１０３、１０４を含む透過率可変装置では、前記第１基板１０１と第２基板１０２の間に前記第１ＧＨ層１０が存在し、前記第３基板１０３と第４基板１０４の間に前記第２ＧＨ層２０が存在し得る。前記構造において、第２基板１０２と第３基板１０３が互いに向かい合うように配置されていてもよい。図３に示されたように、前記図２の構造では前記第２および第３基板１０２、１０３の間に前述した位相差素子が存在し得る。あるいは他の例示で図２に示された構造で別途の位相差素子が存在せず、第２基板１０２と第３基板１０３が共に前記位相差素子を構成することもできる。図３のような構造では、第２および第３基板１０２、１０３は等方性基板であり得る。このような場合、前記第２および第３基板１０２、１０３はそれぞれλ／４波長位相遅延特性を示す基板であり、そのような２個の基板が互いに積層されてλ／２位相遅延特性を示す層が構成され得る。
【００７５】
図２および図３に示された構造で、第１ＧＨ層１０と第２ＧＨ層２０の間に存在する第２および第３基板１０２、１０３の面上位相差の合計または第２および第３基板１０２、１０３と位相差素子３０の面上位相差の合計は、前述したλ／２位相遅延特性を示すことができる範囲内であり得る。前記において面上位相差の合計は光学的合計を意味する。
【００７６】
他の例示において前記透過率可変装置は、図４に示した通り、互いに順次配置された第１基板１０１、第２基板１０２および第３基板１０３を含み、前記第１および第２基板１０１、１０２の間に前記第１ＧＨ層１０が存在し、前記第２および第３基板１０２、１０３の間に前記第２ＧＨ層２０が存在し得る。このような場合、図４に示した通り、２個のＧＨセルが一つの基板（第２基板１０２）を共有する構造である。このような構造の場合に共有される前記第２基板が前述したλ／２位相遅延特性を示すことができる。
【００７７】
前記透過率可変装置は、前記例示した構造の他にも可能な２個の重なったＧＨ層の間に、前述したような位相差素子が存在できるものであれば多様な構造で構成され得る。
【００７８】
以上で説明した構造において前記基板としては、特に制限なく公知の素材を使用することができる。例えば、基板としては、ガラスフィルム、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）フィルムなどの無機フィルムやプラスチックフィルムなどを使うことができる。
【００７９】
プラスチック基板としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）基板；ノルボルネン誘導体基板などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ  ｏｌｅｆｉｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）基板；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）基板；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）基板；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）基板；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）基板；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ）基板；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）基板；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）基板；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ  ｅｔｈｅｒ  ｓｕｌｆｏｎｅ）基板；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）基板；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）基板；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）基板；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）基板；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）基板；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）基板；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）基板または非晶質フッ素樹脂などを含む基板を使用できるがこれに制限されるものではない。このような基板の厚さは特に制限されず、適切な範囲で選択され得る。
【００８０】
前記基板には電極層が存在し得る。例えば、透過率可変装置に含まれる基板の表面の中で前記ＧＨ層に向かう表面のうち少なくとも一表面、例えば、図２および図３の構造で第１〜第４基板の４個の内側表面のうち少なくとも一つの表面または図４の構造で第１および第３基板１０１、１０３の内側表面と第２基板１０２の両側の表面のうちいずれか一つの表面には、電極層が存在し得る。本出願で用語基板の内側表面は、基板の両表面のうちＧＨ層と近い表面を意味する。
【００８１】
一例示において、図２および図３の構造で第１基板１０１の内側表面と第２基板１０２の内側表面のうち少なくともいずれか一つの表面および第３基板１０３の内側表面と第４基板１０４の内側表面のうち少なくともいずれか一つの表面には電極層が存在し得、必要な場合に各ＧＨセルに垂直電界を印加できるように、前記第１〜第４基板のすべての内側表面に電極層が存在し得る。また、図４の構造では、第１基板１０１の内側表面と第２基板１０２の第１ＧＨ層１０に向かう表面のうち少なくともいずれか一つの表面と第３基板１０３の内側表面と第２基板１０２の第２ＧＨ層２０に向かう表面のうち少なくともいずれか一つの表面には電極層が存在し得、必要な場合に各ＧＨセルに垂直電界を印加できるように、前記第１および第３基板のすべての内側表面と第２基板の両側の表面に電極層が存在してもよい。
【００８２】
電極層は、公知の素材を使って形成することができ、例えば、前記電極層は、伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤーまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物などを含むことができる。電極層は、透明性を有するように形成され得る。この分野では、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されており、このような方法はすべて適用することができる。必要な場合に、基板の表面に形成される電極層は、適切にパターン化されていてもよい。
【００８３】
前記基板には液晶配向層が存在し得る。前記液晶配向層も前記基板の内側表面、すなわちＧＨ層に向かう表面に形成されていてもよい。基板に前述した電極層が存在する場合には、前記液晶配向層は前記電極層の表面に形成されるか、あるいは電極層と基板の間に形成されてもよい。例えば、透過率可変装置に含まれる基板の内側表面のうち少なくとも一表面、例えば、図２および図３の構造で第１〜第４基板の４個の内側表面のうち少なくとも一つの表面または図４の構造で第１および第３基板１０１、１０３の内側表面と第２基板１０２の両側の表面のうちいずれか一つの表面には液晶配向層が存在し得る。
【００８４】
一例示において、図２および図３の構造で第１基板１０１の内側表面と第２基板１０２の内側表面のうち少なくともいずれか一つの表面および第３基板１０３の内側表面と第４基板１０４の内側表面のうち少なくともいずれか一つの表面には液晶配向層が存在し得、必要な場合に前記第１〜第４基板のすべての内側表面に液晶配向層が存在し得る。また、図４の構造では、第１基板１０１の内側表面と第２基板１０２の第１ＧＨ層１０に向かう表面のうち少なくともいずれか一つの表面と第３基板１０３の内側表面と第２基板１０２の第２ＧＨ層２０に向かう表面のうち少なくともいずれか一つの表面には液晶配向層が存在し得、必要な場合に前記第１および第３基板のすべての内側表面と第２基板の両側の表面に液晶配向層が存在してもよい。
【００８５】
前記配向層としては特に制限なくこの分野で公知とされている多様な水平配向層または垂直配向層が適用され得る。
【００８６】
前記透過率可変装置は、前述したＧＨセルおよび位相差素子に追加に必要な他の要素を含むことができる。このような要素としては、反射防止層やハードコーティング層などが例示され得るが、これに制限されるものではない。
【００８７】
前記のような透過率可変装置は多様な用途に適用され得る。透過率可変装置が適用され得る用途としては、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）等が例示され得る。前記において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の機器などのように観察者がレンズを通じて外部を観察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。
【００８８】
本出願の透過率可変装置が適用され得る代表的な用途には、アイウェアがある。最近サングラス、スポーツ用ゴーグルや増強現実体験用の機器などは、観察者の正面の視線とは傾斜するようにレンズが装着される形態のアイウェアが市販されている。本出願の透過率可変装置の場合、前述した通り、傾斜角でも高いコントラスト比が確保され得るため、前記のような構造のアイウェアにも効果的に適用され得る。
【００８９】
本出願の透過率可変装置がアイウェアに適用される場合、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目用および／または右目用レンズ内に前記透過率可変装置が装着されて適用され得る。
【００９０】
例えば、前記アイウェアは、左目用レンズと右目用レンズ；および前記左目用レンズと右目用レンズを支持するフレームを含むことができる。
【００９１】
図５は、前記アイウェアの例示的な模式図であって、前記フレーム１２および左目用と右目用レンズ１４を含むアイウェアの模式図であるが、本出願の透過率可変装置が適用され得るアイウェアの構造は図５に制限されるものではない。
【００９２】
前記アイウェアで左目用レンズおよび右目用レンズは、それぞれ前記透過率可変装置を含むことができる。このようなレンズは、前記透過率可変装置のみを含むか、その他の構成を含んでもよい。
【００９３】
前記アイウェアは多様なデザインを有することができ、例えば、前記フレームは、前記アイウェアを観察者が装着した時に前記観察者の正面の視線方向と前記透過率可変装置の表面の法線がなす角度が１５度〜４０度の範囲内となるように傾斜して形成されていてもよい。このようなアイウェアとしては、スポーツ用ゴーグルや増強現実体験用機器などが例示され得る。
【発明の効果】
【００９４】
本出願の透過率可変装置はクリア状態およびブラック状態の間をスイッチングでき、クリア状態での高い透過率とブラック状態での高い遮断率を示し、傾斜角でも優秀なコントラスト比を示すことができる。このような本出願の透過率可変装置は、透過率の調節が必要な多様な建築用または車両用素材や、増強現実体験用またはスポーツ用ゴーグル、サングラスまたはヘルメットなどのアイウェイ（ｅｙｅｗｅａｒ）を含む多様な用途に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】例示的な本出願の透過率可変装置の模式図
【図２】例示的な本出願の透過率可変装置の模式図
【図３】例示的な本出願の透過率可変装置の模式図
【図４】例示的な本出願の透過率可変装置の模式図
【図５】本出願の透過率可変装置が適用されたアイウェアの模式図。
【図６】プレチルト角を測定する方式を説明する図面。
【図７】プレチルト角を測定する方式を説明する図面。
【発明を実施するための形態】
【００９６】
以下、実施例および比較例を通じて本出願の透過率可変装置を具体的に説明するが本出願の範囲は下記の透過率可変装置によって制限されるものではない。
【００９７】
プレチルト角度の測定方法
ＧＨセルのプレチルト角度は次の方式で測定することができる。ＧＨセルのプレチルト角度は、一つのＧＨセルに対して測定する方式と２個のＧＨセルが重なっているダブルセルで測定する方式があるが、以下、それぞれについて説明する。前記ダブルセルで測定する方式の場合は、第１〜第４垂直配向膜がすべて類似するプレチルト角度を有する場合に有用である。一方、プレチルト方向は、各ＧＨセルを水平配向させた状態で前記ＧＨセルの一面に吸収型線形偏光子を配置し、前記偏光子を３６０度回転させて透過率を測定して確認することができる。例えば、前記偏光子を３６０度回転させる過程で、透過率が最小となる時に前記偏光子の吸収軸と垂直をなす角度または水平をなす角度をプレチルト方向と規定することができる。
【００９８】
１．単一ＧＨセルのプレチルト角度の測定
まず、図６に示したように、光源と透過率測定センサ（ｅｘ．ＬＣＭＳ−２００）の間にＧＨセルを配置する。前記状態で図面に点線で示されたように、測定センサと光源を最短距離に連結する方向をＹ軸、前記Ｙ軸と直交する方向をＸ軸と定義する。その後、図６に示したように、ＧＨセルを回転させながら光源で光を照射しつつ、測定センサで透過率を評価する。この過程でＧＨセルの配向状態は垂直配向状態に維持することができる。前記のような過程を通じて、透過率を測定する時に透過率が最大となる地点で前記ＧＨセルの表面の法線（図面で実線表示）とＹ軸がなす角度を通じてプレチルト角を測定する。例えば、図６でＹ軸と前記表面の法線がＡ度をなす場合に最も高い透過率が具現されるのであれば、プレチルト角度は９０度からＡ度を差し引いた数値と定義され得る。前記においてＡ度は時計または反時計回り方向に測定した正の数である。
【００９９】
２．ダブルセルのプレチルト角度の測定
ダブルセルの場合にも前記のような方式でプレチルト角を測定することができる。まず、図７に示したように、ダブルセルを光源と透過率測定センサ（ｅｘ．ＬＣＭＳ−２００）の間に配置する。すなわち、図７で第１ＧＨセル１０の前方（図面において出る方向）または後方（図面において入る方向）のうちいずれか一方に光源を他の一方に測定センサを配置し、ダブルセルを図面の回転方向に回転させながら、透過率が最大となる時点でＹ軸（光源と測定センサを最短距離に連結する方向の軸）とダブルセルの表面の法線がなす角度（前記Ａ度）を測定した後、９０度から前記角度の絶対値を差し引いた数値がプレチルト角と定義され得る。この場合にもＧＨセル１０、２０の配向は垂直配向に維持され得る。
【０１００】
実施例１
表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極層と垂直配向膜が順次形成された２枚のＣＯＰ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムの間にＧＨ層を形成して第１ＧＨセルを製造した。前記において、ＧＨセルのセルギャップは約１２μｍ程度にした。前記において、垂直配向膜はプレチルト角が約８９度の配向膜を使用した。配向膜は、ポリイミド系列の垂直配向膜を前記ＩＴＯ電極層上にバーコーティングでコーティングし、１３０℃で約３０分の間維持し、ラビング布でラビング処理して約２００ｎｍの厚さに形成したのであり、前記２枚のＣＯＰフィルムは前記ラビング方向が互いに同一となるように積層した。また、前記ＧＨ層は、液晶化合物であって、誘電率異方性が約−４．９であり、屈折率異方性が約０．１３２程度のネマチック液晶と、二色性染料であって、二色比が約６．５〜８程度の黒色染料が９８．７：１．３の重量比（ネマチック液晶：二色性染料）で混合されたＧＨ混合物を適用して形成した。前記と同様に製造された第２ＧＨセルと前記第１ＧＨセルを図３のように重ならせ、その間に５５０ｎｍの波長に対する面上位相差が約２７５ｎｍであるＣＯＰ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムを位置させて透過率可変素子を製造した。前記装置は、第１および第２ＧＨセルの液晶ホストが電圧無印加時に垂直配向状態であり、電圧が印加されると、前記液晶ホストが水平配向される類型の装置である。第１および第２ＧＨ層の積層は、前記水平配向時に各ＧＨ層内の液晶ホストの光軸が互いに水平となるようにしたのであり、前記ＣＯＰフィルムの遅相軸が前記水平配向された液晶ホストの光軸と略４５度をなすようにした。
【０１０１】
実施例２
ＧＨセルの製造時に、基板として、表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極層と垂直配向膜が順次形成された等方性の（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムと、同様に表面にＩＴＯ電極層と垂直配向膜が順次形成され、５５０ｎｍの波長の光に対する面上位相差が約１３７．５ｎｍ程度のＣＯＰ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムを適用し、セルギャップを約１１μｍ程度にしたことを除いては実施例１と同様に第１および第２ＧＨセルを製造した。前記ＧＨセルの製造時に、前記ＣＯＰフィルムの遅相軸は前記ＧＨセルの液晶ホストが水平配向時にその光軸と４５度をなすようにした。引き続き、前記第１および第２ＧＨセルのＣＯＰフィルムを各フィルムの遅相軸が水平となるように付着して透過率可変装置を製造した。前記装置は第１および第２ＧＨセルの液晶ホストが電圧無印加時に垂直配向状態であり、電圧が印加されると、前記液晶ホストが水平配向される類型の装置である。第１および第２ＧＨ層の積層は、前記水平配向時に各ＧＨ層内の液晶ホストの光軸が互いに水平となるようにした。
【０１０２】
比較例１
位相差素子であるＣＯＰフィルムを適用せず、第１および第２ＧＨセルがすべて水平配向時に各液晶ホストの光軸が互いに垂直となるように前記ＧＨセルを積層したことを除いては実施例１と同様に透過率可変装置を製造した。
【０１０３】
試験例１．
実施例および比較例で製造された透過率可変装置にＤ６５光源の光を照射して直進光透過率を評価した。前記透過率は、透過率可変装置の中心から右側の水平方向を０度とし、左側の水平方向を１８０度としたときに、前記中心方向（正面）、０度方向、９０度方向、１８０度方向および２７０度方向での透過率を測定して正面と上下左右方向の透過率をすべて測定した。実施例と比較例の装置はいずれも電圧無印加状態で高透過率を示す通常透過モードであったのであり、電圧が印加につれて透過率が減少したのであり、約２８Ｖの電圧印加時に最小透過率を示した。前記各装置の印加電圧による透過率とコントラスト比を整理すると下記の表の通りである。下記において、表１は実施例１に対する測定結果であり、表２は実施例２に対する測定結果である。コントラスト比ＣＲは、電圧の印加量を変化させながら透過率を測定した時に確認される最大透過率Ｔｃ対比最小透過率Ｔの比Ｔｃ／Ｔである。
【０１０４】
【表１】
2020518032.tif 000003
【０１０５】
【表２】
2020518032.tif 000004
【０１０６】
前記結果から、本出願の透過率可変装置は正面と上下左右のすべてにおいて適切な透過率可変特性を示し、視野角（ｅｘ．２７０度）によっては電圧の印加につれて透過率が増加してから減少する区間が確認されるので、より多様な用途に適用できることが確認できる。
【０１０７】
試験例２．
実施例１および比較例１で製造された透過率可変装置にＤ６５光源の光を照射して直進光透過率を評価した。前記入射光は前記透過率可変装置の表面の法線と約２０度の角度をなすように照射した。実施例と比較例の装置は共に電圧無印加状態で高透過率を示す通常透過モードであったのであり、電圧の印加につれて透過率が減少したのであり、約２８Ｖの電圧印加時に最小透過率を示した。前記各装置の印加電圧による透過率とコントラスト比を整理すると下記の表３の通りである。コントラスト比は、試験例１のように最小および最大透過率の比Ｔｃ／Ｔである。
【０１０８】
【表３】
2020518032.tif 000005
【０１０９】
表３の結果から、本出願に係る透過率可変装置は傾斜光に対しても高いクリア状態の透過率と低いブラック状態の透過率を実現することができ、それに伴い、優秀なコントラスト比を示すことが確認できる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０：第１ＧＨ層
２０：第２ＧＨ層
３０：位相差素子
１０１、１０２、１０３、１０４：基板
１４：左目用または右目用レンズ
１２：フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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