CN106814419B - 光学元件 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及光学元件和上述光学元件的用途，能够提供通过全部光的透射率无变化地调节散射而在透射模式与阻挡模式之间进行转换的光学元件，这样的光学元件例如可应用于智能窗、窗保护膜、柔性显示元件、3D影像显示用主动式偏光膜(active retarder)或视角调节膜等各种光调制装置。

Description

光学元件
技术领域
本申请涉及光学元件及光学元件的用途。
背景技术
智能窗是可调节太阳光的透射率的窗，也被称为智能百叶窗(Smart Blind)、电动窗帘、透射率可变的玻璃或调光玻璃等。
智能窗例如可以如专利文献1中所公开那样由可调节光的透射量的透光量调节层和对上述透光量调节层施加信号来进行控制的驱动电路构成。如上述那样构成的智能窗可以根据所施加的电压的状态来使玻璃整体透射或不透射光并且调节透射量来改变明暗。
但如上所述的方式为了驱动智能窗而需要供给另外的外部电源，因此存在电力供给系统结构复杂这样的问题。因此，近年来，日益关心对于按照无需另外的外部电源的方式将偏振片与相位差膜组合来制造智能窗的技术的开发。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利第2012-0092247号
发明内容
本申请提供光学元件及光学元件的用途。
本申请涉及光学元件。示例性光学元件可以包含彼此对置配置的第一层叠体和第二层叠体。第一层叠体例如可以包含偏振层和第一图案相位差层，第二层叠体例如可以包含第二图案相位差层和可变透镜层。
本申请中，“偏振层”可以是指具有沿一个方向形成的透射轴并且对入射光显示各向异性透射特性的功能性层。例如，偏振层可以具有从沿多个方向振动的入射光中使沿某一方向振动的光透射，并反射或吸收沿其余方向振动的光而阻挡的功能。
此外，本申请中，“图案相位差层”例如可以是指具有彼此不同的光轴的多个区域被图案化的相位差层。本申请中，“光轴”可以是指相位差层内的慢轴(slow axis)或快轴(fast axis)，只要没有特别指出，则可以是指慢轴。本申请中，“慢轴(slow axis)”可以是指在相位差层的平面内显示最高折射率的方向的轴，“快轴(fast axis)”可以是指相位差层的平面内显示最低折射率的方向的轴，通常与慢轴的方向呈垂直。
此外，本申请中，“可变透镜层”可以是指具有对入射光显示各向异性散射特性的功能的透镜层。可变透镜层例如可以具有对上述偏振层的透射轴方向或与该方向垂直的方向的线偏振光可产生散射光，对与产生上述散射光的线偏振光垂直的方向的线偏振光不产生散射光的特性。本申请中，“产生散射光”的意思可以是对入射光显示5％以上的雾度特性，“不产生散射光”的意思可以是对入射光显示小于5％的雾度特性。
光学元件例如可以按照对彼此的相对位置发生变化的方式包含第一和第二图案相位差层。如后所述，光学元件可以基于上述第一和第二图案相位差层的相对位置的变化来调节散射。由此，第一和第二层叠体例如可以配置成第一和第二图案相位差层彼此对置，此外，可以按照第一和第二图案相位差层的相对位置可变的方式，第一和第二层叠体彼此保持一定间距而隔开存在。第一和第二图案相位差层的相对位置例如可以通过改变第一图案相位差层或第二图案相位差层单独的位置，或者改变第一层叠体或第二层叠体的位置来改变。
图1的(a)示例性表示具有包含偏振层101和第一图案相位差层102 的第一层叠体10、以及包含第二图案相位差层103和可变透镜层104 的第二层叠体20的光学元件，图1的(b)示例性表示第二层叠体相对于第一层叠体的相对位置发生变化的状态的光学元件。
作为偏振层，可以无特别限制地使用具有沿一个方向形成的透射轴的公知的偏振层。例如，可以使用包含溶致性液晶(LLC：Lyotropic Liquid Cystal)或反应性液晶(RM：Reactive Mesogen)和二色性染料 (dichroic dye)的偏振涂层之类的以涂布方式实现的偏振层，染色有碘之类的二色性物质的聚氯乙烯系拉伸膜或线栅偏振器等。
如上所述，第一和第二图案相位差层可以包含具有彼此不同方向的光轴的多个区域。多个区域例如可以配置成光轴沿一个方向连续发生变化。本申请中，光轴的方向连续发生变化的意思可以是，上述光轴所形成的角度沿一个方向增加或减少。图2示例性表示包含光轴连续发生变化的多个区域的相位差膜，图2中显示按逆时针方向测定时光轴所形成的角度沿一个方向增大的形态。
此外，多个区域作为具有沿彼此不同的方向形成的光轴的两个区域，可以存在于图案相位差层。例如，如图3所示，第一图案相位差层可以具有第一区域301和第二区域302，且上述第一区域的光轴与第二区域的光轴可以形成为彼此呈不同方向，例如呈垂直方向。此外，如图 4所示，第二图案相位差层也可以具有第三区域401和第四区域402，且所述第三区域的光轴与第四区域的光轴可以形成为彼此呈不同方向，例如呈垂直方向。
第一图案相位差层的第一和第二区域以及第二图案相位差层的第三和第四区域例如如图3和图4所示可以具有沿共同方向延伸的条纹形状且在各相位差层中交替配置。条纹形状的间隔和斜度没有特别限制，可以根据目标光学元件的用途来适当选择。
第一和第二图案相位差层可以具有例如1/4波长相位延迟特性。即，第一图案相位差层的第一和第二区域以及第二图案相位差层的第三和第四区域可以具有1/4波长相位延迟特性。本申请中，“n波长相位延迟特性”可以是指在至少一部分波长范围内，能够使入射光相位延迟至其入射光的波长的n倍程度的特性。第一和第二相位差膜相对于例如 550nm的波长的面内相位差可以在110nm至220nm或140nm至170nm 的范围内。本申请中，“面内相位差”为由(nx-ny)×d计算的数值，上述式中，nx为相位延迟层的面内慢轴方向的折射率，ny为相位延迟层的面内快轴方向的折射率，d为相位延迟层的厚度。
作为第一和第二图案相位差层，可以无特别限制地使用能够显示1/4 波长相位延迟特性的光学各向异性层，例如可以使用液晶高分子膜或拉伸的高分子膜。
液晶高分子膜例如可以包含聚合性液晶化合物。聚合性液晶化合物例如可以以聚合的状态存在于液晶高分子膜内。本申请中，“聚合性液晶化合物”可以是指包含能够显示液晶性的部位、例如液晶原(mesogen) 骨架等，并且包含至少一个以上聚合性官能团的化合物。此外，“聚合性液晶化合物以聚合的状态存在”可意味着上述液晶化合物进行聚合而在液晶高分子膜内形成液晶高分子的主链或侧链之类的骨架的状态。
聚合性液晶化合物例如可以以水平取向的状态存在于液晶高分子膜内。本申请中，“水平取向”可意味着包含聚合的液晶化合物的液晶高分子膜的光轴相对于涂层的平面具有约0度至约25度、约0度至约15 度、约0度至约10度、约0度至约5度或约0度的倾斜角的情况。
拉伸的高分子膜例如可以为将可通过拉伸赋予光学各向异性的透光性的高分子膜以适宜的方式拉伸而成的膜。作为高分子膜，例如可以例示聚乙烯膜或聚丙烯膜等聚烯烃膜、聚降冰片烯膜等环烯烃聚合物 (COP，Cycloolefin polymer)膜、聚氯乙烯膜、聚丙烯腈膜、聚砜膜、聚丙烯酸酯膜、聚乙烯醇膜或三乙酰纤维素(TAC，Triacetyl cellulose) 膜等纤维素酯系聚合物膜或者形成上述聚合物的单体中的两种以上单体的共聚物膜等。一个例子中，作为高分子膜，可以使用环烯烃聚合物膜。作为上述环烯烃聚合物，可以举出降冰片烯等环烯烃的开环聚合物或其氢化物、环烯烃的加聚物、环烯烃与α-环烯烃等其他共聚单体的共聚物、或者将上述聚合物或共聚物用不饱和羧酸或其衍生物等改性而成的接枝聚合物等，但并不限于此。
可变透镜层例如可以如图5或图6所示包含以透镜形状形成的液晶层501、601和各向同性层502、602，上述液晶层501、601含有沿一个方向取向的液晶化合物，上述各向同性层502、602与上述透镜形状的液晶层接触。液晶层的透镜形状例如可以为菲涅尔透镜形状或柱状透镜形状。本申请中，“菲涅尔透镜”可意味着如图5所示将作为透镜的构成要素的一系列同心圆适当地配置于平面上而形成短焦距的透镜的统称。此外，本申请中，“柱状透镜”作为如图6所示那样排列的放大透镜 (magnifying lenses)，可意味着按照从其他角度观察时能够使其他图像放大的方式排列的透镜。
关于具有透镜形状的上述液晶层，作为液晶化合物，例如可以包含聚合性液晶化合物。聚合性液晶化合物例如可以以聚合的状态存在于液晶层内。本申请中，“聚合性液晶化合物”可以是指包含能够显示液晶性的部位、例如液晶原(mesogen)骨架等，并且包含一个以上聚合性官能团的化合物，“聚合性液晶化合物以聚合的状态存在”可意味着上述液晶化合物进行聚合而在液晶高分子膜内形成液晶高分子的主链或侧链之类的骨架的状态。
液晶化合物可以以沿一个方向取向的状态存在于液晶层内。液晶层内的液晶化合物的取向方向可以是指液晶层的慢轴方向。一个例子中，在液晶层具有菲涅尔透镜形状或柱状透镜形状的情况下，液晶化合物可以沿着与上述透镜形状的曲线截面垂直的方向取向。
液晶化合物例如可以按照与偏振层的透射轴呈垂直或水平的方式取向。在液晶化合物的取向方向例如与偏振层的透射轴呈垂直的情况下，液晶层对于偏振层的透射轴方向的线偏振光不会产生散射光，而对于与偏振层的透射轴方向垂直的线偏振光可以产生散射光。液晶化合物的取向例如可以通过在后述的取向膜上形成液晶层的组合物，并且使液晶化合物在借助于取向膜取向的状态下聚合来实现。
液晶化合物的折射率各向异性可以在不损伤目标物性的范围内适当选择，例如可以具有0.05至0.5、0.1至0.4、或0.1至0.3的范围内的折射率各向异性。本申请中，“折射率各向异性”可意味着液晶化合物的寻常折射率(ordinary refractive index)与异常折射率(extraordinary refractive index)的差异，上述寻常折射率可以是指快轴方向的折射率，上述异常折射率可以是指慢轴方向的折射率。在折射率各向异性小于上述范围的情况下，由于与各向同性层的折射率差异过小而有可能无法使入射光适当散射，折射率各向异性超过上述范围的双折射性物质大部分为无机晶体，有可能不适合用于液晶层。
各向同性层可以是指不会随方向改变光学特性、例如折射率的层。各向同性层可以包含折射率为各向同性的物质。这样的各向同性物质可以无特别限制地使用折射率为各向同性的公知的物质，例如可以使用丙烯酸系UV固化树脂等。各向同性层的厚度可以考虑目标散射效果等来适当选择，例如可以在1μm至300μm范围内。
各向同性层与液晶层内的液晶化合物的折射率差异可以考虑目标散射效果等来适当选择，例如，液晶化合物的异常折射率(ne)与各向同性层的折射率(ni)的差异的绝对值可以在0.07至0.4范围内。该情况下，从液晶层侧入射沿慢轴方向振动的线偏振光时，由液晶层与各向同性层的折射率差异产生散射。此外，液晶化合物的寻常折射率(no)与各向同性层折射率(ni)差异的绝对值越小越好，例如可以为0.05以下。该情况下，从液晶层层侧入射沿快轴方向振动的线偏振光时，可变透镜层整体实质上作为各向同性基材起到作用，因此能够使入射光直接透射。在使用表现出如上所述的各向异性散射特性的可变透镜层的情况下，能够提供通过全部光的透射率无变化地调节散射而在透射模式与阻挡模式之间进行转换的光学元件。
透镜形状的液晶层的厚度可以考虑目标散射效果等来适当选择。一个例子中，透镜形状的液晶层的厚度可以在1μm至300μm范围内。但是，透镜形状的液晶层的厚度并不限于此，实现目标散射效果时，在使用异常折射率高的液晶化合物的情况下，可以将厚度范围设定为更小，在使用异常折射率低的液晶化合物的情况下，可以将厚度范围设定为更大。
此外，在液晶层的透镜形状为菲涅尔透镜形状或柱状透镜形状的情况下，单元菲涅尔透镜或单元柱状透镜的宽度和厚度也可以考虑目标散射效果等来适当选择。例如，单元菲涅尔透镜或单元柱状透镜的宽度(图 5或图6的w)例如可以在100μm至2mm范围内，厚度(图5或图6的 d)例如可以在1μm至300μm范围内。在单元菲涅尔透镜或单元柱状透镜的宽度和厚度满足上述范围的情况下，能够提供通过全部光的透射率无变化地调节散射而实现阻挡模式的光学元件。但是，宽度和厚度并不限于上述范围，如上所述，也可以考虑液晶化合物的折射率来适当选择菲涅尔透镜或柱状透镜的宽度和厚度等。
可变透镜层还可以进一步包含对置的两个基材层，液晶层和各向同性层可以存在于上述两个基材层之间。作为基材层，可以无特别限制地使用公知的基材层材料。作为基材层，例如可以使用玻璃膜、结晶性或非晶性硅膜、石英或氧化铟锡(ITO，Indium Tin Oxide)膜等无机系膜，或者塑料膜等。作为基材层，还可以使用光学各向同性的基板或如相位差层那样光学各向异性的基板。
作为塑料基板，可以使用包含三乙酰纤维素(TAC)；降冰片烯衍生物等环烯烃共聚物(COP)；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)；聚碳酸酯(PC)；聚乙烯(PE)；聚丙烯(PP)；PVA(聚乙烯醇)；二乙酰纤维素(DAC)；聚丙烯酸酯(Pac)；聚醚砜(PES)；聚醚醚酮(PEEK)；聚苯砜(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)；聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；聚酰亚胺(PI)；聚砜(PSF)；聚芳酯(PAR)或非晶质氟树脂等的基板，但并不限于此。在基材层中可以根据需要存在金、银、二氧化硅或一氧化硅等硅化合物的涂层，或者防反射层等涂层。
如上所述，为了使液晶化合物在液晶层内适宜取向，可变透镜层还可以进一步包含与液晶层相邻配置的取向膜。取向膜例如可以存在于与液晶层相邻的基材层的液晶透镜层侧面，或者可以存在于各向同性层的液晶透镜侧面，或者可以在上述基材层和各向同性层侧面均存在。
作为取向膜，只要是相对于相邻的液晶化合物具有取向能力的膜，就可以无特别限制地使用，例如可以使用如摩擦取向膜那样的接触式取向膜、或者通过包含光取向膜化合物利用直线偏振光的照射等非接触方式而能够表现取向特性的公知的取向膜。
一个例子中，作为取向膜，可以使用光取向膜。光取向膜可以包含光取向性物质。本申请中，光取向性物质可以是指能够通过光照射沿预定方向排列(orientationallyordered)，并在上述排列状态下使相邻的液晶化合物等沿预定方向取向的物质。
光取向性物质例如可以是指通过偏振的紫外线照射借助于光致异构化反应、光分解反应或光二聚化反应取向而显示液晶取向性的光取向性化合物。本申请中，术语“液晶取向性”可意味着能够使取向膜或光取向性聚合物或上述聚合物的反应物所相邻的液晶分子、液晶化合物或其前体沿预定方向取向的性质。光取向膜例如可以通过向包含上述光取向性化合物的混合物的反应物照射光，例如偏振的紫外线进行反应而形成。
光学元件可以通过调节散射而在透射模式与阻挡模式之间进行转换。一个例子中，透射模式可以为非雾浊模式，阻挡模式可以为雾浊模式。本说明书中，雾浊模式可以是指液晶元件显示预定的一定水平以上的雾度的模式，非雾浊模式可以是指显示可透射光的状态或预定的一定水平以下的雾度的模式。
例如，非雾浊模式中，光学元件的雾度可以为10％以下、8％以下、 6％以下或5％以下。例如，在雾浊模式中，液晶元件的雾度可以为超过 10％、15％以上、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、80％以上、85％以上、90％以上或95％以上。上述雾度可以为漫射光的透射率相对于透射测定对象的全部透射光的透射率的百分比。上述雾度可以使用雾度仪(hazemeter，NDH-5000SP)进行评价。雾度可以使用上述雾度仪通过下述方式进行评价。即，使光透射测定对象而入射到积分球内。在该过程中，光因为测定对象而分成漫射光(DT) 和平行光(PT)(或直线传播光)，这些光在积分球内反射而集中于接收光元件，通过集中的光可以测定上述雾度。即，通过上述过程的全部透射光(TT)是上述漫射光(DT)与平行光(PT)的总和(DT+PT)，雾度可规定为漫射光相对于上述全部透射光的百分比(雾度(％)＝100×DT/TT)。
光学元件设定偏振层的透射轴和液晶层的慢轴方向，例如液晶化合物的取向方向，基于第一和第二图案相位差层的相对位置变化来调节散射，从而在透射模式与阻挡模式之间可进行转换。
图7和图8示例性表示在将偏振层的透射轴和液晶层的慢轴配置成相互平行的状态下，基于第一和第二图案相位差层的相对位置变化来调节散射，从而在透射模式与阻挡模式之间进行转换的原理。
图7的光学元件具有按照偏振层的透射轴(y轴，)与液晶层的慢轴 (y轴，)平行的方式，即按照可变透镜层对于偏振层的透射轴方向的线偏振光产生散射光的方式配置的第一层叠体10和第二层叠体20。第一图案相位差层102具有1/4波长相位延迟特性，交替包含光轴按相互垂直的方向形成的第一区域(↗)和第二区域(↖)。第二图案相位差层102 也具有1/4波长相位延迟特性，交替包含光轴按相互垂直的方向形成的第三区域(↗)和第四区域(↖)。此外，第一和第二图案相位差层按照光轴与上述偏振层的透射轴呈45度的方式配置在上述偏振层与可变透镜层之间。此外，第一和第二图案相位差层配置成第一区域与第三区域对置、且第二区域与第四区域对置。即，配置成第一图案相位差层与第二图案相位差层的对置区域间的光轴相互平行。
在光入射到如图7所示那样配置的光学元件的情况下，入射光通过偏振层而转变为向y轴偏振的光，上述向y轴偏振的光依次通过第一和第二图案相位差层而转变为向x轴(垂直于y轴)偏振的光，上述向x轴偏振的光由于与液晶层的快轴平行，因此可变透镜层作为各向同性基材起作用而直接透射入射光。即，光学元件能够实现非雾浊模式，例如能够实现雾度小于5％的透射模式。由此，在光学元件的可变透镜层侧进行观察时，能够在视觉上认知偏振层侧的事物。
图8的光学元件表示在图7的光学元件中按照第一图案相位差层的第一区域和第二图案相位差层的第四区域对置配置、且第一图案相位差层的第二区域和第二图案相位差层的第三区域对置配置的方式改变第二层叠体相对于第一层叠体的相对位置的光学元件。
在光入射到如图8所示那样配置的光学元件的情况下，入射光通过偏振层而转变为向y轴偏振的光，上述偏振的光依次通过第一和第二图案相位差层而原样维持向y轴偏振的光，上述向y轴偏振的光由于与液晶层的慢轴平行，因此通过由液晶层与各向同性层的折射率差异产生的散射，能够减少透射可变透镜层的直线传播光。即，光学元件能够实现雾浊模式，例如能够实现雾度为50％以上的阻挡模式。由此，在光学元件的可变透镜层侧进行观察时，难以在视觉上认知偏振层侧的事物。
图9和图10示例性表示在将偏振层的透射轴和液晶层的慢轴配置成相互垂直的状态下，基于第一和第二图案相位差层的相对位置变化来调节散射，从而在透射模式与阻挡模式之间进行转换的原理。
图9的光学元件具有按照偏振层的透射轴(y轴，)与液晶层的慢轴 (y轴，)垂直的方式，即按照可变透镜层相对于与偏振层的透射轴垂直的线偏振光产生散射光的方式配置的第一层叠体10和第二层叠体20。与上述同样地，第一图案相位差层102具有1/4波长相位延迟特性，交替包含光轴按相互垂直的方向形成的第一区域(↗)和第二区域(↖)。第二图案相位差层102也具有1/4波长相位延迟特性，交替包含光轴按相互垂直的方向形成的第三区域(↗)和第四区域(↖)。此外，第一和第二图案相位差层按照光轴与上述偏振层的透射轴呈45度的方式配置在上述偏振层与可变透镜层之间。此外，第一和第二图案相位差层配置成第一区域与第四区域对置、且第二区域与第三区域对置。即，配置成第一图案相位差层与第二图案相位差层的对置区域间的光轴相互垂直。
在光入射到如图9所示那样配置的光学元件的情况下，入射光通过偏振层而转变为向y轴偏振的光，上述向y轴偏振的光依次通过第一和第二图案相位差层而维持已有的向y轴偏振的光，上述向y轴偏振的光由于与液晶层的快轴平行，因此可变透镜层作为各向同性基材起作用而直接透射入射光。即，光学元件能够实现非雾浊模式，例如能够实现雾度小于5％的透射模式。由此，在光学元件的可变透镜层侧进行观察时，能够在视觉上认知偏振层侧的事物。
图10的光学元件表示在图9的光学元件中按照第一图案相位差层的第一区域和第二图案相位差层的第三区域对置配置、且第一图案相位差层的第二区域和第二图案相位差层的第四区域对置配置的方式改变第二层叠体相对于第一层叠体的相对位置的光学元件。即，配置成第一图案相位差层和第二图案相位差层的对置区域间的光相互平行。
在光入射到如图10所示那样配置的光学元件的情况下，入射光通过偏振层而转变为向y轴偏振的光，上述偏振的光依次通过第一和第二图案相位差层而转变为向x轴(垂直于y轴)偏振的光，上述向x轴偏振的光由于与液晶层的慢轴平行，因此通过由液晶层与各向同性层的折射率差异产生的散射，能够减少透射可变透镜层的直线传播光。即，光学元件能够实现雾浊模式，例如能够实现雾度为50％以上的阻挡模式。由此，在光学元件的可变透镜层侧进行观察时，难以在视觉上认知偏振层侧的事物。
本申请还涉及上述光学元件的用途。本申请的上述光学元件通过全部光的透射率无变化地调节散射，从而在透射模式与阻挡模式之间可进行转换。这样的光学元件例如可以用作光调制装置。作为光调制装置，可以例示智能窗、窗保护膜、柔性显示元件、3D影像显示用主动式偏光膜(active retarder)或视角调节膜等，但并不限于此。构成上述光调制装置的方式没有特别限制，只要上述光学元件得到使用就可以应用通常的方式。
本申请能够提供通过全部光的透射率无变化地调节散射而在透射模式与阻挡模式之间进行转换的光学元件，这样的光学元件例如可应用于智能窗、窗保护膜、柔性显示元件、3D影像显示用主动式偏光膜(active retarder)或视角调节膜等各种光调制装置。
附图说明
图1示例性表示光学元件。
图2示例性表示包含光轴连续发生变化的多个区域的图案相位差层。
图3和图4示例性表示光轴被图案化为彼此不同的两个区域的第一和第二图案相位差层。
图5示例性表示菲涅尔透镜形状。
图6示例性表示柱状透镜形状。
图7至图10示例性表示光学元件在透射模式与阻挡模式之间进行转换的原理。
图11和图12分别表示实施例1和比较例1的光学元件的透射模式和阻挡模式的图像。
附图标记说明
10：第一层叠体
20：第二层叠体
101：偏振层
102：第一图案相位差层
103：第二图案相位差层
104：可变透镜层
301、302：第一区域和第二区域
401、402：第三区域和第四区域
501、601：液晶层
502、602：各向同性层
具体实施方式
以下，通过根据本发明的实施例，更具体说明本发明，但本发明的范围不受下述实施例的限制。
实施例1
通过PVA拉伸法，制造具有沿一个方向形成的透射轴的偏振层((株) LG化学)，通过利用掩模的光取向法，制造了光轴相互垂直的第一和第二区域具有彼此沿共同方向延伸的条纹形状且交替配置的1/4波长板。之后，以上述1/4波长板的光轴与上述偏振层的透射轴呈45度的方式层叠1/4波长板和偏振层。
通过光取向法，制造了包含含有沿一个方向取向的聚合性液晶化合物且以透镜形状形成的液晶层、以及各向同性的树脂层的可变透镜层后，将通过与上述相同的方式制造的1/4波长板以1/4波长板的光轴与上述液晶层的取向方向呈45度的方式层叠在可变透镜层上。
接下来，按照在偏振层上层叠的1/4波长板与在可变透镜层上层叠的1/4波长板彼此面对的方式进行配置而制造光学元件。按照面对的1/4 波长板的各区域的光轴相互平行的方式进行配置而实现透射模式，并且按照相对的1/4波长板的各区域的光轴相互垂直的方式，改变层叠有1/4 波长板的可变透镜层的相对位置而实现阻挡模式。
图11表示光学元件的透射模式(a)和阻挡模式(b)的图像。实施例1 的光学元件在透射模式中直线传播光透射率为30％，阻挡模式中的直线传播光透射率为6％。此外，实施例1的光学元件在透射模式中雾度为 1％，在阻挡模式中雾度为80％。此外，实施例1的光学元件的全部光透射率在透射模式和阻挡模式中均为30％以上。
比较例1
代替可变透镜层，将通过与上述实施例1的偏振层(以下称为第一偏振层)相同的方式制造的第二偏振层配置成具有与上述第一偏振层的透射轴垂直的方向的透射轴，除此之外，通过与实施例1相同的方式制造光学元件。
图12表示光学元件的透射模式(a)和阻挡模式(b)的图像。比较例1 的光学元件在透射模式中全部光透射率为30％，在阻挡模式中全部光透射率为1％。

Claims (15)

1.一种智能窗，其包含光学元件，所述光学元件具有第一层叠体和第二层叠体，所述第一层叠体包含具有沿一个方向形成的透射轴的偏振层和第一图案相位差层，所述第二层叠体与所述第一层叠体对置配置并包含第二图案相位差层和可变透镜层，所述可变透镜层对所述偏振层的透射轴方向或与该透射轴方向垂直的方向的线偏振光产生散射光，对与产生所述散射光的线偏振光垂直的方向的线偏振光不产生散射光，所述第一图案相位差层和第二图案相位差层对彼此的相对位置能够发生变化，
其中，可变透镜层包含含有沿一个方向取向的液晶化合物且以透镜形状形成的液晶层、以及与所述透镜形状的液晶层接触的各向同性层，
其中，偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈平行或偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈垂直，
其中，所述光学元件能够在透射模式与阻挡模式之间进行转换，所述透射模式为雾度为10％以下的非雾浊模式，所述阻挡模式为雾度为15％以上的雾浊模式。
2.根据权利要求1所述的智能窗，其中，第一层叠体和第二层叠体的第一图案相位差层和第二图案相位差层配置成彼此对置。
3.根据权利要求1所述的智能窗，其中，第一图案相位差层具有第一区域和第二区域，所述第一区域的光轴与第二区域的光轴沿彼此不同的方向形成，第二图案相位差层具有第三区域和第四区域，所述第三区域的光轴与第四区域的光轴沿彼此不同的方向形成。
4.根据权利要求3所述的智能窗，其中，第一图案相位差层的第一区域与第二区域的光轴彼此垂直，第二图案相位差层的第三区域与第四区域的光轴彼此垂直。
5.根据权利要求3所述的智能窗，其中，第一图案相位差层的第一区域和第二区域以及第二图案相位差层的第三区域和第四区域具有沿共同方向延伸的条纹形状且在各相位差层中交替配置。
6.根据权利要求3所述的智能窗，其中，第一图案相位差层的第一和第二区域以及第二图案相位差层的第三和第四区域分别具有1/4波长相位延迟特性。
7.根据权利要求1所述的智能窗，其中，透镜形状为菲涅尔透镜形状或柱状透镜形状。
8.根据权利要求7所述的智能窗，其中，液晶化合物沿着与透镜形状的曲线截面垂直的方向取向。
9.根据权利要求1所述的智能窗，其中，液晶化合物的异常折射率ne与各向同性层的折射率ni差异的绝对值在0.07至0.4的范围内，所述液晶化合物的寻常折射率no与各向同性层的折射率ni差异的绝对值为0.05以下。
10.根据权利要求1所述的智能窗，其中，透镜形状的液晶层的厚度在1μm至300μm范围内。
11.根据权利要求1所述的智能窗，其中，可变透镜层进一步包含对置的两个基材层，液晶层和各向同性层存在于所述两个基材层之间。
12.根据权利要求1所述的智能窗，其中，偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈平行，第一图案相位差层和第二图案相位差层配置成对置的区域间的光轴相互平行，且实现雾度小于5％的透射模式。
13.根据权利要求1所述的智能窗，其中，偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈平行，第一图案相位差层和第二图案相位差层配置成对置的区域间的光轴相互垂直，且实现雾度为50％以上的阻挡模式。
14.根据权利要求1所述的智能窗，其中，偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈垂直，第一图案相位差层和第二图案相位差层配置成对置的区域间的光轴相互垂直，且实现雾度小于5％的透射模式。
15.根据权利要求1所述的智能窗，其中，偏振层的透射轴与液晶层的慢轴方向呈垂直，第一图案相位差层和第二图案相位差层配置成对置的区域间的光轴相互平行，且实现雾度为50％以上的阻挡模式。
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