CN109844585A - 反射率可变镜 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及使用液晶单元的反射率可变镜。本申请的反射率可变镜可以顺序地包括：包括宾主液晶层的第一液晶单元、第一反射偏振膜、包括延迟可变液晶层的第二液晶单元、第二反射偏振膜和吸收板。本申请的反射率可变镜可以通过降低在抗反射模式中的反射率来实现优异的反射率可变特性。

Description

反射率可变镜
技术领域
本申请涉及反射率可变镜。
本申请要求基于于2016年12月23日提交的韩国专利申请第10-2016-0177578号和于2017年12月22日提交的韩国专利申请第10-2017-0177678号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
反射率可变镜是指被制造成能够调节入射光的反射率的镜，其可以被称为智能镜。常规的电致变色反射率可变镜的缺点在于响应速度慢，因此出现了对替代方法的需求(专利文献1：韩国特许专利公开第2004-0098051号)。
宾主液晶单元、1/4波片和镜可以被认为是电致变色反射率可变镜的替代品，但是与常规的电致变色反射率可变镜相比存在反射率可变特性低的问题。
发明内容
技术问题
本申请的目的是提供使用液晶单元的具有优异的反射率可变特性的反射率可变镜。
技术方案
本申请涉及反射率可变镜。反射率可变镜可以顺序地包括：包括宾主液晶层的第一液晶单元，第一反射偏振膜，包括延迟可变层的第二液晶单元；第二反射偏振膜，和吸收板。此外，在下文中，第一液晶单元可以称为宾主液晶单元，第二液晶单元可以称为延迟可变液晶单元。
在本说明书中，当在定义角度、指定任一角度或者诸如垂直、平行、正交或水平的术语时，其意指在不损害期望效果的范围内的特定角，或者基本上垂直、平行、正交或水平，其包括例如考虑到生产误差或偏差(变化)等的误差。例如，前述的每种情况可以包括在约±15度内的误差、在约±10度内的误差或者在约±5度内的误差。
宾主液晶层可以包含液晶和各向异性染料。在本说明书中，术语“宾主液晶层”可以意指通过各向异性染料根据液晶的排列排列在一起而对于各向异性染料的配向方向和垂直于配向方向的方向分别表现出各向异性光吸收特性的功能层。例如，各向异性染料为其光的吸收率根据偏振方向而变化的物质，如果在长轴方向上偏振的光的吸收率大，则其可以称为p型染料，如果在短轴方向上偏振的光的吸收率大，则其可以称为n型染料。在一个实例中，当使用p型染料时，可以吸收在染料的长轴方向上振动的偏振光，并且可以较少地吸收并透射在染料的短轴方向上振动的偏振光。在下文中，除非另有说明，否则各向异性染料被假设是p型染料。
宾主液晶层可以用作有源偏振器。术语“有源偏振器”可以意指能够根据外部作用的施加来控制各向异性光吸收的功能元件。例如，可以通过诸如磁场或电场的外部作用的施加来控制宾主液晶层中的液晶和各向异性染料的排列，因此宾主液晶层可以根据外部作用的施加来控制各向异性光吸收。
宾主液晶层可以根据是否施加电压在垂直取向状态和水平取向状态之间切换。
在本说明书中，垂直取向状态可以意指液晶分子的指向矢与液晶层的平面垂直地排列的状态，例如，形成85度至90度、86度至90度、87度至90度、88度至90度、89度至90度、优选90度的排列状态；水平取向状态可以意指液晶分子的指向矢与液晶层的平面水平地排列的状态，例如，形成0度至5度、0度至4度、0度至3度、0度至2度、0度至1度、优选0度的排列状态。本文中的术语“液晶分子的指向矢”可以意指当液晶分子具有棒形状时的长轴和当液晶分子具有盘形状时的盘平面的法线方向的轴。
当宾主液晶层处于垂直取向状态时，液晶和各向异性染料以垂直取向状态存在。当非偏振光源穿过处于垂直取向状态的宾主液晶层时，光源未被赋予偏振特性。当宾主液晶层处于垂直取向状态时，反射率可变镜可以实现镜模式。
当宾主液晶层处于水平取向状态时，液晶和各向异性染料以水平取向状态存在。当非偏振光源穿过处于水平取向状态的宾主液晶层时，与各向异性染料的吸收轴平行的振动分量被吸收，而与各向异性染料的吸收轴正交的振动分量被透射，从而可以赋予光源以偏振特性。当宾主液晶层处于水平取向状态时，反射率可变镜可以实现抗反射模式。
在一个实例中，宾主液晶层可以在没有电压施加的状态下以垂直取向状态存在。当施加电压时，宾主液晶层可以以水平取向状态存在。当第一液晶单元被实现为VA模式宾主液晶单元时，这样的取向状态可能是合适的。
可以考虑第一液晶单元的驱动模式来适当地选择液晶的类型和物理特性。
在一个实例中，宾主液晶层的液晶可以是向列型液晶或近晶型液晶。向列型液晶可以意指这样的液晶：其中棒状液晶分子对于位置而言没有规则性但是平行于液晶分子的长轴方向排列；近晶型液晶可以意指这样的液晶：其中棒状液晶分子规则地排列以形成层状结构并且在长轴方向上规则性地平行排列。
宾主液晶层的液晶可以具有正介电各向异性或负介电各向异性。在本说明书中，术语“介电各向异性(Δε)”可以意指液晶的水平介电常数(ε//)和垂直介电常数(ε⊥)之差(ε//-ε⊥)。本文中的术语“水平介电常数(ε//)”意指在施加电压使得液晶分子的指向矢由于所施加的电压而与电场方向基本上水平的状态下沿电场方向测量的介电常数值；“垂直介电常数(ε)”意指在施加电压使得液晶分子的指向矢由于所施加的电压而与电场方向基本上垂直的状态下沿电场方向测量的介电常数值。
在一个实例中，当以ECB模式驱动宾主液晶层时，可以使用具有正介电各向异性的液晶。作为另一个实例，当以VA模式驱动宾主液晶层时，可以使用具有负介电各向异性的液晶。
在一个实例中，宾主液晶层的液晶的介电各向异性可以为-20至20。当宾主液晶层中的液晶的介电各向异性满足以上范围时，可以有利于实现具有高响应速度和优异的反射率可变特性的反射率可变镜。
在本说明书中，术语“染料”可以意指能够强烈吸收和/或改变可见光区域(例如，400nm至700nm的波长范围)内至少部分或全部范围的光的材料，术语“各向异性染料”可以意指能够各向异性地吸收可见光区域内至少部分或全部范围的光的材料。
作为各向异性染料，例如，可以选择和使用经指出具有可以根据液晶的配向状态配向的特性的已知染料。作为各向异性染料，例如，可以使用黑色染料。这样的染料是已知的，例如作为偶氮染料或蒽醌染料，但不限于此。
各向异性染料的二色性比(dichroic ratio)可以是例如5或更大、6或更大、或者7或更大。本文中的术语“二色性比”可以意指例如，通过与染料的长轴方向平行的偏振光的吸收除以与垂直于长轴方向的方向平行的偏振光的吸收而获得的值。各向异性染料可以在可见光区域的波长范围内(例如，在约380nm至700nm或约400nm至700nm的波长范围内)的至少一些波长下或任一波长下满足二色性比。二色性比的上限可以为例如20或更小、18或更小、16或更小、或者14或更小左右。如果各向异性染料的二色性比满足以上范围，则可以有利于实现具有优异的反射率可变特性的反射率可变镜。
可以考虑本申请的目的来适当地选择宾主液晶层中的各向异性染料的含量。例如，宾主液晶层中各向异性染料的含量可以是0.1重量％或更大、0.25重量％或更大、0.5重量％或更大、0.75重量％或更大、1重量％或更大、1.25重量％或更大、或者1.5重量％或更大。宾主液晶层中各向异性染料的含量的上限可以是例如，小于3.0重量％、2.75重量％或更小、2.5重量％或更小、2.25重量％或更小、2.0重量％或更小、1.75重量％或更小、或者1.5重量％或更小。当宾主液晶层中的各向异性染料的含量满足以上范围时，可以有利于实现具有优异的反射率可变特性的反射率可变镜。
可以考虑本申请的目的来适当地选择宾主液晶层的厚度。宾主液晶层的厚度可以为例如约3μm至20μm或3μm至15μm。当宾主液晶层的厚度满足以上范围时，可以有利于提供具有优异的反射率可变特性的镜元件。
图3示例性地示出了本申请的反射率可变镜的结构。
如图3所示，第一液晶单元还可以包括配向膜。配向膜可以设置为与宾主液晶层相邻。在一个实例中，第一液晶单元可以包括与宾主液晶层的两侧相对设置的两个配向膜(下文中称为第一配向膜和第二配向膜(图3中的11A和11B))。
第一配向膜和第二配向膜可以具有能够控制液晶和各向异性染料的初始状态的配向的取向力。在本说明书中，初始状态可以意指未向其施加外部电压的状态。
宾主液晶层或延迟可变液晶层的取向状态可以通过配向膜的预倾斜来控制。在本说明书中，预倾斜可以具有角度和方向。预倾角可以称为极角，预倾斜方向也可以称为方位角。
预倾角可以意指由液晶分子的光轴相对于与配向膜水平的平面形成的角。预倾斜方向可以意指液晶分子的光轴投射在配向膜的水平平面上的方向。
第一配向膜和第二配向膜可以各自是水平配向膜或垂直配向膜。在一个实例中，第一配向膜和第二配向膜可以各自是垂直配向膜。在这种情况下，液晶分子的指向矢可以与垂直配向膜平面垂直地排列。在另一实例中，第一配向膜和第二配向膜可以各自是水平配向膜。在这种情况下，液晶分子的指向矢可以与配向膜平面水平地排列。
作为第一配向膜和第二配向膜，可以适当地选择和使用本领域已知的具有用于液晶分子的取向力的配向膜。作为配向膜，例如，可以使用接触型配向膜如摩擦配向膜，或者可以通过诸如包含光配向膜化合物的线偏振光照射的非接触方法而表现出取向特性的光配向膜。
如图3所示，第一液晶单元还可以包括透明电极基板。透明电极基板可以包括基础层和在基础层上的透明电极层。电极层可以向宾主液晶层施加适当的电场使得液晶和各向异性染料的配向状态可以切换。在一个实例中，第一液晶单元可以包括与宾主液晶层的两侧相对设置的两个透明电极基板(下文中，称为第一透明电极基板和第二透明电极基板(图3中的12A和12B))。当第一液晶单元包括第一配向膜和第二配向膜时，第一透明电极基板和第二透明电极基板可以分别与第一配向膜和第二配向膜的宾主液晶层的相对侧相邻设置。
作为电极层，可以使用透明电极层。例如，作为透明电极层，可以使用通过沉积导电聚合物、导电金属、导电纳米线或金属氧化物如ITO(氧化铟锡)等而形成的那些。此外，能够形成透明电极的各种材料和形成其的方法是已知的，可以没有限制地应用。
作为基础层，可以使用透明基础层。例如，作为基础层，可以使用无机膜，例如玻璃基板、结晶或无定形硅膜、石英膜或ITO(铟锡氧化物)膜、或者塑料膜。作为基础层，可以使用光学各向同性基础层或光学各向异性基础层如延迟层。
塑料膜的具体实例可以例示为包含以下的膜：TAC(三乙酰纤维素)；COP(环烯烃共聚物)例如降冰片烯衍生物；PMMA(聚(甲基丙烯酸甲酯))；PC(聚碳酸酯)；PE(聚乙烯)；PP(聚丙烯)；PVA(聚乙烯醇)；DAC(二乙酰纤维素)；Pac(聚丙烯酸酯)；PES(聚醚砜)；PEEK(聚醚醚酮)；PPS(聚苯砜)；PEI(聚醚酰亚胺)；PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)；PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)；PI(聚酰亚胺)；PSF(聚砜)；PAR(聚芳酯)；或无定形氟树脂；等，但不限于此。
在本说明书中，反射偏振膜可以具有相对于入射光的选择性透射和反射特性。例如，反射偏振膜可以具有透射光的横波和纵波分量中的一个分量并反射另一分量的特性。当光入射在反射偏振膜上时，透射过反射偏振膜的光和从反射偏振膜反射的光可以具有偏振特性。在一个实例中，透射光的偏振方向和反射光的偏振方向可以彼此正交。也就是说，反射偏振膜可以具有与平面方向正交的透射轴和反射轴。由于反射偏振膜具有透射光的横波和纵波分量中的一个分量的大部分并且反射另一分量的大部分的特性，所以它可以实现为半镜形式。作为反射偏振膜，例如，可以使用DBEF(双亮度增强膜)。关于反射偏振膜的事项可以应用于下面将描述的第一反射偏振膜和第二反射偏振膜。
第一反射偏振膜可以设置在第一液晶层下方。第一反射偏振膜可以具有在一个方向上形成的第一反射轴。第一反射轴可以与在宾主液晶层水平取向时各向异性染料的吸收轴方向平行。第一反射偏振膜可以具有与第一反射轴正交的第一透射轴。第一反射轴和第一透射轴可以在水平方向(平面方向)上形成。
第二液晶单元可以设置在第一反射偏振膜下方。第二液晶单元可以包括在相位差模式和非相位差模式之间切换的延迟可变液晶层。延迟可变液晶层可以包含液晶。可以考虑第二液晶单元的驱动模式来适当地选择液晶的类型和物理特性。
延迟可变液晶层可以根据是否施加电压在相位差模式和非相位差模式之间切换。
当延迟可变液晶层为相位差模式时，其可以具有相对于入射光的相位延迟特性。延迟可变液晶层可以具有这样的相位延迟特性：使在相位差模式下入射的线偏振光的振动方向旋转80度至100度、82度至98度、84度至96度、86度至94度、88度至92度，并且优选90度。当延迟可变液晶层为相位差模式时，反射率可变镜可以实现镜模式。
当延迟可变液晶层为非相位差模式时，该模式可以意指相对于入射光没有相位延迟特性的模式。延迟可变液晶层不改变在非相位差模式下入射的线偏振光的振动方向。当延迟可变液晶层为相位差模式时，反射率可变镜可以实现抗反射模式。
在一个实例中，延迟可变液晶层可以在不施加电压的状态下实现相位差模式，并且可以在施加电压的状态下实现非相位差模式。当第二液晶单元由90度TN液晶单元实现时，这样的取向状态可能是合适的。
可以以适当的模式驱动第二液晶单元以便在相位差模式和非相位差模式之间切换。第二液晶单元可以以基于液晶的模式实现，其中延迟可变特性具有与1/2波片相同的功能；或者以具有以上功能和补偿膜的层合元件的基于液晶的模式实现。在一个实例中，第二液晶单元可以是90度TN模式液晶单元、270度STN模式液晶单元、ECB模式液晶单元、或者1/2波片和VA模式液晶单元的层合体。
在TN(扭曲向列)模式液晶单元中，液晶层中的液晶分子可以在不施加电压的状态下以扭曲角为90度或更小的扭曲取向状态存在，并且可以在施加电压的状态下以垂直取向状态存在。90度TN液晶单元可以意指具有90度扭曲角的TN液晶单元。
在STN(超扭曲向列)模式液晶单元中，液晶层中的液晶分子可以在不施加电压的状态下以扭曲角大于90度的扭曲取向状态存在，并且可以在施加电压的状态下以垂直取向状态存在。270度STN液晶单元可以意指具有270度扭曲角的STN液晶单元。
在ECB(电控双折射)模式液晶单元中，液晶层中的液晶分子可以在不施加电压的状态下以水平取向状态存在，并且可以在施加电压的状态下以垂直取向状态存在。
在VA(垂直配向)模式液晶单元中，液晶层中的液晶分子可以在不施加电压的状态下以垂直取向状态存在，并且可以在施加电压的状态下以水平取向状态存在。
扭曲角意指由存在于扭曲取向液晶层的最下部的液晶分子的光轴和存在于最上部的液晶分子的光轴形成的角。电压的施加可以在与第三透明电极基板和第四透明电极基板的表面垂直的方向上施加。
可以考虑本申请的目的来适当地选择延迟可变液晶层的厚度。延迟可变液晶层的厚度可以为例如约3μm至20μm或3μm至15μm。当延迟可变液晶层的厚度满足以上范围时，可以有利于提供具有优异的反射率可变特性的镜元件。
第二液晶单元还可以包括配向膜。在一个实例中，第二液晶单元还可以包括与延迟可变液晶层的两侧相对设置的第三配向膜和第四配向膜(图3中的31A和31B)。对于第三配向膜和第四配向膜，可以同等地应用在第一配向膜和第二配向膜的项目中描述的内容，并且可以应用适合于第二液晶单元的驱动模式的配向膜。
在一个实例中，当第二液晶单元是90度TN液晶单元或270度STN液晶单元时，第三配向膜和第四配向膜中设置得更靠近第一反射偏振膜的第三配向膜的预倾斜方向可以与第一反射偏振膜的反射轴正交，并且第四配向膜的预倾斜方向可以与第一反射偏振膜的反射轴平行。
在另一实例中，当第二液晶单元是ECB模式液晶单元时，第三配向膜和第四配向膜的预倾斜方向可以与第一反射偏振膜的反射轴形成约45度。
在另一实例中，当第二液晶单元是1/2波片和VA模式液晶单元的层合体时，1/2波片的慢轴和第一反射偏振膜的反射轴可以形成约45度，并且1/2波片的慢轴和VA模式液晶单元的水平取向的方向(VA模式液晶单元的配向膜的预倾斜方向)可以形成约45度。在这种情况下，可以在没有电压施加到VA液晶单元的状态下实现镜模式，并且可以在施加电压的状态下实现抗反射模式。
第二液晶单元还可以包括透明电极基板。在一个实例中，第二液晶单元还可以包括在延迟可变液晶层的两侧上的第三透明电极基板和第四透明电极基板(图3中的32A和32B)。对于第三透明电极基板和第四透明电极基板，可以同等地应用在第一透明电极基板和第二透明电极基板的项目中描述的内容，并且可以应用适合于第二液晶单元的驱动模式的透明电极基板。
第二反射偏振膜可以设置在第二液晶单元下方。第二反射偏振膜可以具有在平行于第一反射轴的方向上形成的第二反射轴。第二反射偏振膜可以具有与第二反射轴正交的第二透射轴。第二反射轴和第二透射轴可以在水平方向(平面方向)上形成。在第二液晶单元的相位差模式中，第二反射轴可以与穿过延迟可变液晶层的相位差模式的线偏振光的振动方向平行。
吸收板可以设置在第二反射偏振膜下方。吸收板可以用于吸收透射过第一液晶单元、第一反射偏振膜、第二液晶单元和第二反射偏振膜的余辉并且消除余辉。吸收板可以包含已知的光吸收材料。光吸收材料可以包括例如，包含黑色无机颜料如炭黑墨、石墨或氧化铁的墨，或者黑色有机颜料墨如偶氮类颜料或酞菁类颜料。
吸收板的光吸收率可以为约90％或更大、95％或更大、或者98％或更大。光吸收率可以意指对可见光区域(例如，约380nm至780nm的波长)中的光的光吸收率。光吸收率可以意指在380nm至780nm波长带或预定波长带中的任一波长下的光吸收率，或者可以意指在波长带的所有波长下的光吸收率，或者可以意指在波长带下的平均光吸收率。
反射率可变镜可以根据是否施加电压在镜模式和抗反射模式之间切换。在本说明书中，镜模式可以意指前光反射率为约50％或更大的模式，抗反射模式可以意指前光透射率为约10％或更小的模式。
图1和图2分别示出了实现反射率可变镜的镜模式和抗反射模式的原理，其中第一液晶单元是VA模式宾主液晶单元，第二液晶单元是90度TN模式液晶单元。如图1和图2所示，反射率可变镜可以顺序地包括：包含液晶(101)和各向异性染料(102)的宾主液晶层(10)，具有第一反射轴(R1)的第一反射偏振膜(20)，包含液晶(301)的延迟可变液晶层(30)，具有第二反射轴(R2)的第二反射偏振膜(40)，和吸收板(50)。
在图1和图2中，实线意指非偏振光，虚线意指0度振动分量，虚线意指90度振动分量。
示例性反射率可变镜可以在不向第一液晶单元和第二液晶单元中的每一个施加电压的状态下实现镜模式。在下文中，将说明性地描述在图1的镜模式实现时的光路。假设第一反射偏振膜和第二反射偏振膜的反射轴分别为0度。
(1)VA模式宾主液晶单元在不施加电压的状态下以垂直取向状态存在。入射在垂直取向的宾主液晶层上的非偏振光源部分地被宾主液晶层吸收并在穿过宾主液晶层时保持非偏振状态。(2)在透射过宾主液晶层的光中，与第一反射偏振膜的第一反射轴0度平行振荡的0度振荡光源被第一反射偏振膜反射并通过宾主液晶层输出。(3)在穿过宾主液晶层的光中，与第一反射偏振膜的第一反射轴正交的90度振荡光源和一些0度振荡光源透射第一反射偏振膜。(4)透射过第一反射偏振膜的光穿过TN模式液晶单元的延迟可变液晶层并延迟90度。也就是说，90度振荡光源通过延迟可变液晶层变成0度振荡光源分量。(5)来自以上(4)的0度振荡光源是与第二反射偏振膜的第二反射轴平行的光源分量，并因此被反射。(6)与以上(4)中产生的效果一样，以上(5)中反射的0度振荡光源穿过延迟可变液晶单元，并通过延迟90度变成90度振荡光源。(7)由于第一反射偏振膜的透射轴是90度，所以以上(6)中表示的所有90度振荡光源透射第一反射偏振膜。因此，可以提取入射光源的大部分0度和90度偏振分量作为反射光源。
示例性反射率可变反射镜可以在向第一液晶单元和第二液晶单元中的每一个施加电压的状态下实现抗反射模式。在下文中，将说明性地描述图2的抗反射模式实现时的光路。假设第一反射偏振膜和第二反射偏振膜的反射轴分别为0度。
(1)VA模式宾主液晶单元在施加电压的状态下以水平取向状态存在。假设各向异性染料在水平取向时的吸收轴为0度。当入射在垂直取向的宾主液晶层上的非偏振光源穿过其中各向异性染料的吸收轴为0度的水平取向的宾主液晶层时，0度振荡分量被吸收并且产生90度振荡分量的偏振光。(2)在穿过宾主液晶层的部分偏振光源中，与第一反射偏振膜的第一反射轴0度平行振荡的0度振荡光源分量被反射并且通过在穿过宾主液晶层时产生进一步吸收的光而输出。(3)在穿过宾主液晶层的部分偏振光源中，与第一反射偏振膜的第一反射轴正交的90度振荡光源和一些0度振荡光源透射第一反射偏振膜。(4)TN模式液晶单元在施加电压的状态下以垂直取向状态存在。因此，由于延迟可变液晶层不具有相位差特性，所以透射过第一反射偏振膜的光原样穿过延迟可变液晶层。也就是说，90度振荡光源保持为90度振荡光源分量。(5)以上(4)中的90度振荡光源是与第二反射偏振膜的第二透射轴平行的光源分量，并因此原样透射而在吸收板上被吸收和消除。(6)在以上(5)中被部分反射的0度和90度振荡光源原样穿过延迟可变液晶层。(7)由于第一反射偏振膜的透射轴是90度，因此以上(6)中的剩余光源的90度振荡光源因宾主液晶层的短轴吸收而被吸收，并且90度振荡光源在第一反射偏振膜中被另外反射并部分输出，但由于它与宾主液晶层的长轴的吸收轴平行，因此被另外吸收。因此，可以防止入射光源的0度和90度偏振分量的反射。
根据镜模式和抗反射模式的实现原理，本申请的反射率可变镜可以在抗反射模式下实现10％或更小的反射率。因此，反射率可变镜可以具有优异的反射率可变特性。例如，反射率可变镜的镜模式和抗反射模式之间的反射率差可以是50％或更大。另外，由于本申请的反射率可变镜基于液晶单元，因此存在响应速度高的优点。
本申请的反射率可变镜可以应用于需要应用反射率可变镜的各种光学元件。只要其包括反射率可变镜，其他组件、结构等就没有特别限制，并且可以适当地应用本领域公知的所有内容。然而，本申请的反射率可变镜可以不包括图像显示面板。也就是说，本申请的反射率可变镜不是图像显示装置。
有益效果
本申请的反射率可变镜可以通过降低抗反射模式中的反射率来实现优异的反射率可变特性。
附图说明
图1示出了实现本申请的反射率可变镜的镜模式的原理。
图2示出了实现本申请的反射率可变镜的抗反射模式的原理。
图3示例性地示出了实施例1的反射率可变镜。
图4示例性地示出了比较例1的反射率可变镜。
附图标记说明
10：宾主液晶层101：液晶102：各向异性染料11A和11B：第一配向膜和第二配向膜12A和12B：第一透明电极基板和第二透明电极基板，20：第一反射偏振膜30：延迟可变液晶层301：液晶31A和31B：第三配向膜和第四配向膜，32A和32B：第三透明电极基板和第四透明电极基板40：第二反射偏振膜50：吸收板60：宾主液晶层601：液晶602：各向异性染料61A，61B：配向膜62A，62B：透明电极层63：基础层70：1/4波片80：镜R1：第一反射偏振膜的反射轴R2：第二反射偏振膜的反射轴a：宾主液晶层(60)的吸收轴o：1/4波片(70)的光轴
发明实施方式
在下文中，将通过实施例详细描述本申请的反射率可变镜，但本申请的范围不受以下内容的限制。
制备例1VA模式GHLC单元的制备
使其中在聚碳酸酯膜(宽度×长度＝15cm×5cm)上顺序地形成有ITO电极层和垂直配向膜的两个单元基板间隔开，使得垂直配向膜彼此面对并且单元间隙为8μm，通过在其中注入液晶组合物并密封边缘来制备VA模式GHLC单元。液晶组合物包含向列型液晶(来自HCCH的HNG7306，介电各向异性：-5.0)和各向异性染料(来自BASF的X12)，其中各向异性染料的含量为1.4重量％。
制备例2VA模式GHLC单元的制备
使其中在聚碳酸酯膜(宽度×长度＝15cm×5cm)上顺序地形成有ITO电极层和垂直配向膜的两个单元基板间隔开，使得垂直配向膜彼此面对并且单元间隙为8μm，通过在其中注入液晶组合物并密封边缘来制备VA模式GHLC单元。液晶组合物包含向列型液晶(来自HCCH的HNG7306，介电各向异性：-5.0)和各向异性染料(来自BASF的X12)，其中各向异性染料的含量为1.0重量％。
制备例3ECB模式GHLC单元的制备
使其中在玻璃(宽度×长度＝15cm×5cm)上顺序地形成有ITO电极层和水平配向膜的两个电池基板间隔开，使得面对的水平配向膜的取向方向平行并且单元间隙为11μm，然后通过在其中注入液晶组合物并密封边缘来制备ECB模式GHLC单元。液晶组合物包含向列型液晶(来自HCCH的HPC2160，介电各向异性：18.2)和各向异性染料(来自BASF的X12)，其中各向异性染料的含量为1.5重量％。
制备例4VA模式GHLC单元的制备
使其中在聚碳酸酯膜(宽度×长度＝15cm×5cm)上顺序地形成有ITO电极层和垂直配向膜的两个单元基板间隔开，使得垂直配向膜彼此面对并且单元间隙为12μm，通过在其中注入液晶组合物并密封边缘来制备VA模式GHLC单元。液晶组合物包含向列型液晶(来自HCCH的HNG7306，介电各向异性：-5.0)和各向异性染料(来自BASF的X12)，其中各向异性染料的含量为1.4重量％。
制备例5TN模式液晶单元的制备
使其中在聚碳酸酯膜(宽度×长度＝15cm×5cm)上顺序地形成有ITO电极层和水平配向膜的两个电池基板间隔开，使得面对的水平配向膜的取向方向正交并且单元间隙为7μm，通过在其中注入液晶组合物并密封边缘来制备90度TN模式GHLC单元。液晶组合物包含向列型液晶(来自Merck的MAT-16-970，介电各向异性：5.0)和手性试剂(S811，HCC)，其中手性试剂的含量为0.08重量％。所制备的TN模式液晶单元的单元间隙xΔn(液晶的折射率各向异性)值为约480nm。
实施例1
准备对于非偏振入射光具有52％反射率的每个DBEF(双亮度增强膜，3M)作为第一反射偏振膜和第二反射偏振膜。准备具有98％或更大吸收率的黑色片(LG Chem)作为吸收板。
如图3中顺序地层合制备例1的VA模式GHLC单元(10)、第一反射偏振膜(20)、制备例5的TN模式液晶单元(30)、第二反射偏振膜(40)和光吸收板(50)以制造反射率可变镜。将第一反射偏振膜的反射轴(R1)和第二反射偏振膜的反射轴(R2)设置为彼此平行。将第一反射偏振膜的反射轴设置为平行于在GHLC单元水平取向时的吸收轴方向，并且将第二反射偏振膜的反射轴设置为与TN模式液晶单元的第二反射偏振膜侧的取向方向正交。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制造反射率可变镜，不同之处在于使用制备例2的VA模式GHLC单元代替制备例1的VA模式GHLC单元。
比较例1
如图4中顺序地层合制备例3的ECB模式GHLC单元(60)、1/4波片(70)和反射率为90％的商用镜(80)以制造反射率可变镜。将GHLC单元水平取向时的吸收轴(a)和1/4波片的光轴(o)设置为形成约45度。
比较例2
以与比较例1中相同的方式制造反射率可变镜，不同之处在于使用制备例4的VA模式GHLC单元代替制备例3的ECB模式GHLC单元。
比较例3
在实施例2中，制造具有除第一液晶单元之外的结构的反射率可变镜。
评估例1反射率可变特性的评估
对于用于制造实施例1至2和比较例1至3的反射率可变反射镜的GHLC单元，根据电压施加的存在或不存在测量每个透射率并描述于以下表1中。对于实施例1和2以及比较例1至3的反射率可变镜，根据电压施加的存在或不存在测量每个反射率并描述于以下表1中。
透射率是背光透射率，反射率是前光反射率。前光是从观察者侧进入反射率可变镜的光，背光是从观察者侧的相对侧进入反射率可变镜的光，并且背光透射率和前光反射率是在观察者侧测量的值。
在实施例1至2和比较例1至3中，观察者侧是GHLC单元侧。反射率是使用来自KONICA MINOLTA的CM-2600d通过SCI(包括镜面分量)方法对波长为380nm至780nm的光测量的值。表2中的前光反射率是当每个前光入射光量设定为100％时的数值。
[表1]
[表2]

Claims (15)

1.一种反射率可变镜，顺序地包括：
第一液晶单元，所述第一液晶单元具有包含液晶和各向异性染料的宾主液晶层，
第一反射偏振膜，所述第一反射偏振膜具有在一个方向上形成的第一反射轴，
第二液晶单元，所述第二液晶单元具有在相位差模式和非相位差模式之间切换的延迟可变液晶层，在所述相位差模式中线偏振光的振动方向旋转90度，
第二反射偏振膜，所述第二反射偏振膜具有平行于所述第一反射轴的第二反射轴，和
吸收板。
2.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述宾主液晶层根据是否施加电压在垂直取向状态和水平取向状态之间切换。
3.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第一液晶单元还包括与所述宾主液晶层的两侧相对设置的第一配向膜和第二配向膜。
4.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第一液晶单元还包括与所述宾主液晶层的两侧相对设置的第一透明电极基板和第二透明电极基板。
5.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第一反射偏振膜具有与所述第一反射轴正交的第一透射轴，并且所述第一反射轴和所述第一透射轴在水平方向上形成。
6.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第一反射偏振膜的所述第一反射轴平行于在所述宾主液晶层水平取向时所述各向异性染料的吸收轴方向。
7.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述延迟可变液晶层根据是否施加电压在所述相位差模式和所述非相位差模式之间切换。
8.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第二液晶单元还包括与所述延迟可变液晶层的两侧相对设置的第三配向膜和第四配向膜。
9.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第二液晶单元还包括与所述延迟可变液晶层的两侧相对设置的第三透明电极基板和第四透明电极基板。
10.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第二液晶单元是90度TN模式液晶单元、270度STN模式液晶单元、ECB模式液晶单元、或者1/2波片和VA模式液晶单元的层合体。
11.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述第二反射偏振膜具有与所述第二反射轴正交的第二透射轴，并且所述第二反射轴和所述第二透射轴在水平方向上形成。
12.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中在所述相位差模式中，所述第二反射偏振膜的所述第二反射轴与穿过所述延迟可变液晶层的所述相位差模式的线偏振光的振动方向平行。
13.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中当所述第一液晶单元处于垂直取向状态且所述第二液晶单元处于所述相位差模式时，所述反射率可变镜实现镜模式。
14.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中当所述第一液晶单元处于水平取向状态且所述第二液晶单元处于所述非相位差模式时，所述反射率可变镜实现抗反射模式。
15.根据权利要求1所述的反射率可变镜，
其中所述反射率可变镜不包括图像显示面板。
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