JP2019534475A - 光学デバイス - Google Patents

Abstract

本出願は光学デバイスに関するものである。本出願は、透過率を可変できる光学デバイスを提供し、このような光学デバイスは、サングラスやＡＲ（Ａｒｇｕｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）またはＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）用アイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）等のアイウェア類、建物の外壁や車両用サンルーフなどの多様な用途に使用され得る。

Description

本出願は２０１７年４月２５日付出願された大韓民国特許出願第１０−２０１７−００５３０１７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。

本出願は、光学デバイスに関するものである。

液晶化合物を利用して透過率を可変できるように設計された光学デバイスは多様に知られている。

例えば、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）を用いた透過率可変装置が知られている。

このような透過率可変装置はサングラスやメガネなどのアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）、建物の外壁または車両のサンルーフなどを含んだ多様な用途に適用されている。

本出願は、光学デバイスを提供する。

本出願は、透過率の調節が可能な光学デバイスであって、例えば、少なくとも透過モードと遮断モードの間をスイッチングできる光学デバイスに関するものである。

前記透過モードは、光学デバイスが相対的に高い透過率を示す状態であり、遮断モードは、光学デバイスが相対的に低い透過率を示す状態である。

一例示において、前記光学デバイスは、前記透過モードでの透過率が約１５％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上、約４５％以上または約５０％以上であり得る。また、前記光学デバイスは、前記遮断モードでの透過率が約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、約５％以下、約３％以下、約１％以下または約０．８％以下程度であり得る。

前記透過モードでの透過率は数値が高いほど有利であり、遮断モードでの透過率は低いほど有利であるため、それぞれの上限と下限は特に制限されない。一例示において、前記透過モードでの透過率の上限は、約１００、約９５％、約９０％、約８５％、約８０％、約７５％、約７０％、約６５％、約６０％、約５５％程度、約５０％程度、約４５％程度、約４０％程度、約３５％程度、約３０％程度または約２５％程度であり得る。前記遮断モードでの透過率の下限は、約０％、約０．５％、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％または約１０％程度であり得る。

前記透過率は直進光の透過率であり得る。用語直進光の透過率は、所定方向に光学デバイスに入射した光対比前記入射方向と同じ方向に前記光学デバイスを透過した光（直進光）の比率であり得る。一例示において、前記透過率は、前記光学デバイスの表面の法線と平行な方向に入射した光に対して測定した結果（法線光透過率）であり得る。

本出願の光学デバイスで透過率が調節される光は、ＵＶ−Ａ領域の紫外線、可視光または近赤外線であり得る。一般的に用いられる定義によると、ＵＶ−Ａ領域の紫外線は３２０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を意味するもので用いられ、可視光は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を意味するもので用いられ、近赤外線は７８０ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を意味するもので用いられる。

本出願の光学デバイスは、少なくとも前記透過モードと遮断モードの間をスイッチングできるように設計される。必要な場合に光学デバイスは、前記透過および遮断モードの他に別のモード、例えば、前記透過および遮断モードの透過率の間の任意の透過率を示すことができる第３のモードも具現できるように設計され得る。

このようなモード間のスイッチングは光学デバイスが能動液晶素子フィルムを含むことによって達成され得る。前記において能動液晶素子フィルムは、少なくとも２個以上の光軸の配向状態、例えば、第１および第２配向状態の間をスイッチングできる液晶素子である。前記において、光軸は液晶素子に含まれている液晶化合物が棒（ｒｏｄ）状の場合にはその長軸方向を意味し得、円盤（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）状の場合には前記円盤の平面の法線方向を意味し得る。例えば、液晶素子がある配向状態で互いに光軸の方向が異なる複数の液晶化合物を含む場合に液晶素子の光軸は平均光軸と定義され得、この場合平均光軸は前記液晶化合物の光軸のベクトルの和を意味し得る。

前記のような液晶素子において、配向状態はエネルギーの印加、例えば、電圧の印加によって変更することができる。例えば、前記液晶素子は電圧の印加がない状態で前記第１および第２配向状態のうちいずれか一つの配向状態を有し、電圧が印加されると別の配向状態にスイッチングされ得る。

前記第１および第２配向状態のうちいずれか一つの配向状態で前記遮断モードが具現され、他の配向状態で前記透過モードが具現され得る。便宜上本明細書では前記第１状態で遮断モードが具現されると記述する。

前記液晶素子フィルムは、少なくとも液晶化合物を含む液晶層を含むことができる。一例示において、前記液晶層は、いわゆるゲストホスト液晶層であって、液晶化合物と異方性染料を含む液晶層であり得る。

前記液晶層は、いわゆるゲストホスト効果を利用した液晶層であって、前記液晶化合物（以下、液晶ホストと称し得る）の配向方向に沿って前記異方性染料が整列する液晶層であり得る。前記液晶ホストの配向方向は前述した外部エネルギーの印加の有無により調節することができる。

液晶層に用いられる液晶ホストの種類は特に制限されず、ゲストホスト効果の実現のために適用される一般的な種類の液晶化合物が用いられ得る。

例えば、前記液晶ホストとしては、スメクチック液晶化合物、ネマチック液晶化合物またはコレステリック液晶化合物が用いられ得る。一般的にはネマチック液晶化合物が用いられ得る。前記ネマチック液晶化合物は、棒（ｒｏｄ）状であるか円盤（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）状であり得る。

このようなネマチック液晶化合物は例えば、約４０℃以上、約５０℃以上、約６０℃以上、約７０℃以上、約８０℃以上、約９０℃以上、約１００℃以上または約１１０℃以上以上の透明点（ｃｌｅａｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）を有するか、前記範囲の相転移点、すなわちネマチック相から等方相への相転移点を有するものが選択され得る。一例示において、前記透明点または相転移点は約１６０℃以下、約１５０℃以下または約１４０℃以下であり得る。

前記液晶化合物は、誘電率異方性が負数または正数であり得る。前記誘電率異方性の絶対値は目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、前記誘電率異方性は３超過または７超過であるか、−２未満または−３未満であり得る。

液晶化合物は、また約０．０１以上または約０．０４以上の光学異方性（△ｎ）を有することができる。液晶化合物の光学異方性は他の例示において、約０．３以下または約０．２７以下であり得る。

ゲストホスト液晶層の液晶ホストとして用いられ得る液晶化合物は、本技術分野の専門家たちに公知とされており、それらから自由に選択され得る。

液晶層は前記液晶ホストと共に異方性染料を含む。用語「染料」とは、可視光領域、例えば、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ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「異方性染料」は前記可視光領域の少なくとも一部または全範囲において光の異方性吸収が可能な物質を意味し得る。

異方性染料としては、例えば、液晶ホストの整列状態に沿って整列され得る特性を有するものとして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。例えば、異方性染料としては、アゾ染料またはアントラキノン染料などを使用することができ、広い波長範囲での光吸収を達成するために、液晶層は１種または２種以上の染料を含むこともできる。

異方性染料の二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｒａｔｉｏ）は目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、前記異方性染料は二色比が５以上〜２０以下であり得る。用語「二色比」とは、例えば、ｐ型染料である場合、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を意味し得る。異方性染料は可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ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または全範囲で前記二色比を有することができる。

液晶層内での異方性染料の含量は目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、液晶ホストと異方性染料の合計重量を基準として前記異方性染料の含量は、０．１〜１０重量％範囲内で選択され得る。異方性染料の比率は目的とする透過率と液晶ホストに対する異方性染料の溶解度などを考慮して変更することができる。

液晶層は前記液晶ホストと異方性染料を基本的に含み、必要な場合に他の任意の添加剤を公知の形態にしたがってさらに含むことができる。添加剤の例としては、キラルドーパントまたは安定化剤などが例示され得るが、これに制限されるものではない。

前記液晶層は、約０．５以上の異方性度Ｒを有することができる。前記異方性度Ｒは、液晶ホストの配向方向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に平行して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。

＜異方性度数式＞
異方性度Ｒ＝［Ｅ（ｐ）−Ｅ（ｓ）］／［Ｅ（ｐ）＋２＊Ｅ（ｓ）］

前記で用いられる基準は、液晶層内に染料を含有しない他の同じ装置である。

具体的に異方性度Ｒは、染料の分子が水平配向された液晶層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じ液晶層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、染料を全く含有しないこと以外は同じ構成を有する液晶層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、後続の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。液晶層は、測定の途中でスイッチングされたり回転されず、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。

詳細な手続きの一例示は下記に通りである。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Ｌａｍｂｄａ １０５０ ＵＶ分光計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ １０５０ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）などのような分光計を利用して記録することができる。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。

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、吸光度は例えば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（液晶化合物）を含有するテストセルは基準ビーム内に位置する。液晶のうち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、同じ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。

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。

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。

このような異方性度Ｒは液晶層の種類、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、液晶層の厚さなどを制御して達成することができる。

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光学デバイスの提供が可能となり得る。

前記液晶層の厚さは目的、例えば、目的とする異方性度などを考慮して適切に選択され得る。一例示において、前記液晶層の厚さは、約０．０１μｍ以上、０．０５μｍ以上、０．１μｍ以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、１．５μｍ以上、２μｍ以上、２．５μｍ以上、３μｍ以上、３．５μｍ以上、４μｍ以上、４．５μｍ以上、５μｍ以上、５．５μｍ以上、６μｍ以上、６．５μｍ以上、７μｍ以上、７．５μｍ以上、８μｍ以上、８．５μｍ以上、９μｍ以上または９．５μｍ以上であり得る。このように厚さを制御することによって、透過状態での透過率と遮断状態での透過率の差が大きい光学デバイス、すなわちコントラスト比が大きなデバイスを実現することができる。前記厚さは、厚いほど高いコントラスト比の実現が可能であるため特に制限されるものではないが、一般的に約３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下または１５μｍ以下であり得る

前記のような能動液晶層またはこれを含む液晶素子フィルムは、第１配向状態と前記第１配向状態とは異なる第２配向状態の間をスイッチングすることができる。前記スイッチングは、例えば、電圧のような外部エネルギーの印加を通じて調節することができる。例えば、電圧無印加状態で前記第１および第２配向状態のうちいずれか一つの状態が維持され、電圧印加によって他の配向状態にスイッチングされ得る。

前記第１および第２配向状態は、一例示において、それぞれ水平配向、垂直配向、ツイストネマチック配向またはコレステリック配向状態の中から選択され得る。例えば、遮断モードで液晶素子または液晶層は、少なくとも水平配向、ツイストネマチック配向またはコレステリック配向であり、透過モードで液晶素子または液晶層は、垂直配向または前記遮断モードの水平配向とは異なる方向の光軸を有する水平配向状態であり得る。液晶素子は、電圧無印加状態で前記遮断モードが具現される通常遮断モード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｂｌａｃｋ Ｍｏｄｅ）の素子であるか、電圧無印加状態で前記透過モードが具現される通常透過モード（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｍｏｄｅ）を実現することができる。

液晶層の配向状態で該当液晶層の光軸がどのような方向に形成されているかを確認する方式は公知である。例えば、液晶層の光軸の方向は、光軸方向を知っている他の偏光板を利用して測定することができ、これは公知の測定機器、例えば、Ｊａｓｃｐ社のＰ−２０００等のｐｏｌａｒｉｍｅｔｅｒを使用して測定することができる。

液晶ホストの誘電率異方性、液晶ホストを配向させる配向膜の配向方向などを調節して前記のような通常透過または遮断モードの液晶素子を実現する方式は公知である。

前記液晶素子フィルムは、対向配置されている２枚の基材フィルムと前記２枚の基材フィルムの間に存在する前記能動液晶層を含むことができる。

前記液晶素子フィルムは、前記２枚の基材フィルムの間で前記２枚の基材フィルムの間隔を維持するスペーサーおよび／または対向配置された２枚の基材フィルムの間隔が維持された状態で前記基材フィルムを付着させているシーラントをさらに含むことができる。前記スペーサーおよび／またはシーラントとしては、特に制限なく公知の素材を用いることができる。

基材フィルムとしては、例えば、ガラスなどからなる無機フィルムまたはプラスチックフィルムが用いられ得る。プラスチックフィルムとしては、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；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）フィルム；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）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）フィルム、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルム；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルム；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはフッ素樹脂フィルムなどが用いられ得るが、これに制限されるものではない。基材フィルムには、必要に応じて金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在してもよい。

基材フィルムとしては、所定範囲の位相差を有するフィルムが用いられるか、あるいは等方性フィルムが用いられ得る。一例示において、前記基材フィルムは正面位相差が１００ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約９５ｎｍ以下、約９０ｎｍ以下、約８５ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、約７５ｎｍ以下、約７０ｎｍ以下、約６５ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５５ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４５ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、約２ｎｍ以下、約１ｎｍ以下または約０．５ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約０ｎｍ以上、約１ｎｍ以上、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上、約４ｎｍ以上、約５ｎｍ以上、約６ｎｍ以上、約７ｎｍ以上、約８ｎｍ以上、約９ｎｍ以上、または約９．５ｎｍ以上であり得る。

基材フィルムの厚さ方向位相差の絶対値は、例えば、２００ｎｍ以下であり得る。前記厚さ方向位相差の絶対値は他の例示において、１９０ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１７０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下、８５ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、４ｎｍ以下、３ｎｍ以下、２ｎｍ以下、１ｎｍ以下または０．５ｎｍ以下であることもあって、０ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上または７５ｎｍ以上であり得る。前記厚さ方向位相差は絶対値が前記範囲内であれば負数または正数であり得、例えば、負数であり得る。

ただし、基材フィルムとしては、前記正面位相差が約２，０００ｎｍ以上、３，０００ｎｍ以上、４，０００ｎｍ以上、５，０００ｎｍ以上、６，０００ｎｍ以上、７，０００ｎｍ以上または７、５００ｎｍ以上および／または厚さ方向位相差が約２，０００ｎｍ以上、３，０００ｎｍ以上、４，０００ｎｍ以上、５，０００ｎｍ以上、６，０００ｎｍ以上、７，０００ｎｍ以上、約８，０００ｎｍ以上、約９，０００ｎｍ以上または約１０，０００ｎｍ以上である高位相差の基材フィルムも用いられ得る。前記高位相差の基材フィルムの正面位相差または厚さ方向位相差の上限は特に制限されず、例えば、約１０，０００ｎｍ以下の正面位相差および／または約１５，０００ｎｍ以下の厚さ方向位相差有する基材フィルムも適用され得る。

本明細書で正面位相差Ｒｉｎは下記の数式１で計算される数値であり、厚さ方向位相差Ｒｔｈは下記の数式２で計算される数値であり、特に規定しない限り、前記正面および厚さ方向位相差の基準波長は約５５０ｎｍである。

［数式１］
正面位相差Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ−ｎｙ）

［数式２］
厚さ方向位相差Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ−ｎｙ）

数式１および２において、ｄは基材フィルムの厚さ、ｎｘは基材フィルムの遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは基材フィルムの進相軸方向の屈折率、ｎｚは基材フィルムの厚さ方向の屈折率である。

基材フィルムが光学異方性である場合に対向配置されている基材フィルムの遅相軸がなす角度は、例えば、約−１０度〜１０度の範囲内、−７度〜７度の範囲内、−５度〜５度の範囲内または−３度〜３度の範囲内であるか概略平行であり得る。

前記基材フィルムの遅相軸と後述する偏光子の光吸収軸がなす角度は、例えば、約−１０度〜１０度の範囲内、−７度〜７度の範囲内、−５度〜５度の範囲内または−３度〜３度の範囲内であるか概略平行であり得るか、あるいは約８０度〜１００度の範囲内、約８３度〜９７度の範囲内、約８５度〜９５度の範囲内または約８７度〜９２度の範囲内であるか概略垂直であり得る。

前記のような位相差調節または遅相軸の配置を通じて光学的に優秀かつ均一な透過および遮断モードの実現が可能となり得る。

基材フィルムは、熱膨張係数が１００ｐｐｍ／Ｋ以下であり得る。前記熱膨張係数は、他の例示において、９５ｐｐｍ／Ｋ以下、９０ｐｐｍ／Ｋ以下、８５ｐｐｍ／Ｋ以下、８０ｐｐｍ／Ｋ以下、７５ｐｐｍ／Ｋ以下、７０ｐｐｍ／Ｋ以下または６５ｐｐｍ／Ｋ以下であるか、１０ｐｐｍ／Ｋ以上、２０ｐｐｍ／Ｋ以上、３０ｐｐｍ／Ｋ以上、４０ｐｐｍ／Ｋ以上、５０ｐｐｍ／Ｋ以上または５５ｐｐｍ／Ｋ以上であり得る。基材フィルムの熱膨張係数は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６９６の規定に沿って測定することができ、該当規格で提供する形態にフィルムを裁断し、単位温度当たりの長さの変化を測定して熱膨張係数を計算することができ、ＴＭＡ（ＴｈｅｒｍｏＭｅｃｈａｎｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ）等の公知の方式で測定することができる。

基材フィルムとしては、破断伸び率が約２％以上である基材フィルムを使用することができる。前記破断伸び率は、他の例示において、約４％以上、約８％以上、約１０％以上、約１２％以上、約１４％以上、約１６％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、９５％以上、１００％以上、１０５％以上、１１０％以上、１１５％以上、１２０％以上、１２５％以上、１３０％以上、１３５％以上、１４０％以上、１４５％以上、１５０％以上、１５５％以上、１６０％以上、１６５％以上、１７０％以上または１７５％以上であり得、１，０００％以下、９００％以下、８００％以下、７００％以下、６００％以下、５００％以下、４００％以下、３００％以下または２００％以下であり得る。基材フィルムの破断伸び率はＡＳＴＭ Ｄ８８２規格に沿って測定することができ、該当規格で提供する形態にフィルムを裁断し、Ｓｔｒｅｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ ｃｕｒｖｅを測定できる装備（力と長さを同時に測定できる）を利用して測定することができる。また、前記破断伸び率は、例えば、基材フィルムのＭＤ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向またはＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうちいずれか一つの方向に対する数値であり得る。

基材フィルムが前記のような熱膨張係数および／または破断伸び率を有するように選択されることによって、より優秀な耐久性の光学デバイスが提供され得る。

前記のような基材フィルムの厚さは特に制限されず、例えば約５０μｍ〜２００μｍ程度の範囲内であり得る。前記基材フィルムの厚さは必要に応じて変更され得る。

本明細書で言及する物性のうち測定温度や圧力が結果に影響を及ぼす場合、特に別途に規定しない限り、該当物性は常温と常圧で測定したものである。

用語常温とは、加温したり減温していない自然そのままの温度であって、一般的に約１０℃〜３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、約２３℃または約２５℃程度の温度であり得る。本明細書で特に別途に言及しない限り、温度は摂氏温度であり、その単位は℃である。

用語常圧とは、特に低くしたり、高くしていない自然そのままの圧力であって、一般的に大気圧のような１気圧程度の圧力を意味する。

液晶素子フィルムで前記基材フィルムの一面、例えば、前記能動液晶層に向かう面上には導電層および／または配向膜が存在することができる。

基材フィルムの面上に存在する導電層は、能動液晶層に電圧を印加するための構成であって、特に制限なく公知の導電層が適用され得る。導電層としては、例えば、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が適用され得る。本出願で適用され得る導電層の例は前記に制限されず、この分野で液晶素子フィルムに適用され得るものとして知られているすべての種類の導電層が用いられ得る。

一例示において、前記基材フィルムの面上には配向膜が存在する。例えば、基材フィルムの一面にまず導電層が形成され、その上部に配向膜が形成され得る。

配向膜は能動液晶層に含まれる液晶ホストの配向を制御するための構成であり、特に制限なく公知の配向膜を適用することができる。業界で公知とされた配向膜としては、ラビング配向膜や光配向膜などがあり、本出願で用いられ得る配向膜は前記公知の配向膜であって、これは特に制限されない。

前述した光軸の配向を達成するために前記配向膜の配向方向が制御され得る。例えば、対向配置されている２枚の基材フィルムの各面に形成された２個の配向膜の配向方向は、互いに約−１０度〜１０度の範囲内の角度、−７度〜７度の範囲内の角度、−５度〜５度の範囲内の角度または−３度〜３度の範囲内の角度をなすか互いに概略平行であり得る。他の例示において、前記２個の配向膜の配向方向は、約８０度〜１００度の範囲内の角度、約８３度〜９７度の範囲内の角度、約８５度〜９５度の範囲の角度内または約８７度〜９２度の範囲内の角度をなすか互いに概略垂直であり得る。他の例示において、前記２個の配向膜の配向方向は約１６０度〜２００度の範囲内の角度、約１７０度〜１９０度の範囲内の角度、約１７５度〜１８５度の範囲内の角度または約１８０度の角度をなすことができる。

このような配向方向によって能動液晶層の光軸の方向が決定されるため、前記配向方向は能動液晶層の光軸の方向を確認して確認することができる。

前記のような構成を有する液晶素子フィルムの形態は特に制限されず、光学デバイスの適用の用途に沿って決定され得、一般的にはフィルムまたはシートの形態である。

一つの例示において、前記液晶素子フィルムは、折り畳まれたフィルム形態であり得る。前記折り畳まれたフィルム形態の液晶素子フィルムの断面の形状は、前記フィルムの折り畳まれた部分によって区分される第１ラインと第２ラインを含むことができる。一つの例示において、断面観察時に前記能動液晶素子フィルムの断面の前記第１ラインの曲率（＝１／曲率半径）は０〜０．０１の範囲内にあり得、前記断面は、前記第１ラインの末端に折り畳み部位があり、前記折り畳み部位に連結されている第２ラインを含むことができる。すなわち、前記能動液晶素子フィルムは、前記折り畳み部位で折り畳まれた形態で光学デバイスに含まれていてもよい。前記第１ラインの曲率は他の例示において、約０．００９以下、０．００８以下、０．００７以下、０．００６以下、０．００５以下、０．００４以下、０．００３以下、０．００２以下、０．００１以下、０．０００９以下、０．０００８以下、０．０００７以下、０．０００６以下、０．０００５以下、０．０００４以下、０．０００３以下、０．０００２以下、０．０００１以下、０．００００９以下、０．００００８以下、０．００００７以下、０．００００６以下または０．００００５以下であり得る。

本明細書で曲率または曲率半径は、業界で公知とされた方式で測定することができ、例えば、２Ｄ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｓｅｎｓｏｒ（レーザーセンサ）、Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｆｏｃａｌ ｌｉｎｅ ｓｅｎｓｏｒ（共焦点センサ）または３Ｄ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｏｎｆｏｒｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙなどの非接触式装備を利用して測定することができる。このような装備を使用して曲率または曲率半径を測定する方式は公知である。

曲率または曲率半径と関連して例えば、曲率または曲率半径が言及される対象の表面と裏面での曲率または曲率半径が異なる場合（例えば、前記第１ラインに対応する液晶素子フィルムの表面と裏面で曲率または曲率半径が異なる場合）には、前記表面と裏面の曲率または曲率半径のうち大きい数値または小さい数値またはその算術平均数値が前記曲率または曲率半径と指定され得る。また、曲率または曲率半径が一定ではなく異なる部分が存在する場合には、最も大きい曲率または曲率半径または一番小さい曲率または曲率半径または曲率または曲率半径の平均値が基準となり得る。

また、本明細書で曲率半径の単位はＲ、曲率の単位は１／Ｒである。前記において、Ｒは半径が１ｍｍである円の曲がった程度を意味する。したがって、前記で例えば、１００Ｒは半径が１００ｍｍである円の曲がった程度またはそのような円に対する曲率半径である。扁平な面の場合に曲率は０であり、曲率半径は無限大である。

後述するように本出願の光学デバイスは、２枚の外郭基板の内部に前記能動液晶素子フィルムおよび／または偏光子を位置させた状態で、前記能動液晶素子フィルムおよび／または偏光子をカプセル化することによって光学デバイスを構成することができる。このようなカプセル化構造によって光学デバイスの耐久性や耐候性が大きく向上し、その結果、サンルーフなどの野外で使用される用途にも安定的に適用され得る。ただし、前記のようなカプセル化過程は通常オートクレーブなどの真空圧着工程が要求されるが、その過程で能動液晶素子フィルムにシワなどの欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）が発生するなどの問題がある。また、光学デバイスが高温および／または高湿条件などに露出することになる場合、あるいは前記工程過程で液晶素子フィルムの基材フィルムとそれに圧着される接着フィルム（カプセル化剤）の熱膨張係数の差などによって液晶素子フィルムにシワなどの欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）が形成されるようになり、このような欠陥が光学デバイスの性能に悪い影響を与える。

本出願では前記折り畳み構造で能動液晶素子フィルムを実現する場合に前記問題点の解決が可能であることを確認した。

図１は、前記折り畳まれたフィルム形態の能動液晶素子フィルム１０の断面を模式的に示した図面である。

図１のように前記能動液晶素子フィルム１０の断面は、第１ライン１０１、折り畳み部位Ａおよび第２ライン１０２が連結された形態の断面を有することができる。

前記で第１ライン１０１は、活性領域（ａｃｔｉｖｅ ａｒｅａ）、すなわち実質的に光の透過状態を調節するために光を変調する役割をする領域であり得る。このような第１ライン１０１は平面の形態であって、曲率が概略０である形態であるか、あるいは膨らんだ形態または凹んだ形態に湾曲した形態でもよい。

図１のように、折り畳み部位Ａを基準として液晶素子フィルム１０は折り畳み構造を有し、これに伴い、第２ライン１０２が形成される。この時、第２ライン１０２が折り畳まれる程度は、光学デバイスで液晶素子フィルム１０のシワなどの欠陥が発生しない程度に制御されれば特に制限されない。一例示において、前記折り畳まれる程度は、前記第１ライン１０１または前記第１ライン１０１の接線Ｔと前記第２ライン１０２がなす角度が時計または反時計回り方向に０度超過、５度以上、１０度以上、１５度以上、２０度以上、２５度以上、３０度以上、３５度以上、４０度以上、４５度以上、５０度以上、５５度以上、６０度以上、６５度以上、７０度以上、７５度以上、８０度以上または８５度以上の程度となるように設定され得る。前記角度は他の例示において、１８０度以下、１７０度以下、１６０度以下、１５０度以下、１４０度以下、１３０度以下、１２０度以下、１１０度以下、１００度以下または９５度以下程度であり得る。前記において、第２ライン１０２との角度が測定される接線は、前記第１ライン１０１を概略２等分する地点Ｄでの接線である。また、前記接線Ｔに対する角度を測定する第２ラインは、図１のように折り畳み部位Ａと第２ライン１０２が終了する地点を連結するライン１０２２であり得る。また、後述するように、前記第２ライン１０２も折り畳まれた形態である場合には、前記接線Ｔに対する角度を測定する第２ラインは、第１ラインと第２ラインを区分する折り畳み部位（図１のＡ）と前記第２ライン内の折り畳み部位を連結するラインであるか、あるいは前記と同様に第２ラインが終了する地点を連結するラインであり得る。

また、本明細書で前記第１ラインまたは前記第１ラインの接線と前記第２ラインがなす角度は、単に能動液晶素子フィルムの折り畳み角度と呼称され得る。

前記のような形態において、第１ライン１０１の長さＬ１と第２ライン１０２の長さＬ２の比率Ｌ１／Ｌ２は、約１．５〜２０，０００の範囲内であり得る。前記比率Ｌ１／Ｌ２は他の例示において、約２以上、約４以上、約６以上、約８以上、約１０以上、約１２以上、約１４以上、約１６以上、約１８以上、約２０以上、約２５以上、約３０以上、約３５以上、約４０以上、約４５以上、約５０以上、約５５以上、約６０以上、約６５以上、約７０以上、約７５以上、約８０以上、約８５以上、約９０以上、約９５以上、約１００以上、約１１０以上、約１２０以上、約１３０以上、約１４０以上、約１５０以上、約１６０以上、約１７０以上、約１８０以上、約１９０以上、約２００以上、約２５０以上、約３００以上、約３５０以上、約４００以上、約４５０以上、約５００以上、約５５０以上、約６００以上、約６５０以上、約７００以上、約８００以上、約９００以上、約１０００以上、約１１００以上、約１２００以上、約１５００以上、２０００以上、２５００以上、３０００以上または３５００以上であり得、３５００以下、３０００以下、２９００以下、２８００以下、２７００以下、２６００以下、２５００以下、２４００以下、２３００以下、２２００以下、２１００以下、２０００以下、約１、９００以下、約１、８００以下、約１、７００以下、約１、６００以下、約１、５００以下、約１、４００以下、約１、３００以下、約１、２００以下、約１、１００以下、約１，０００以下、約９００以下、約８００以下、約７５０以下、約７００以下、約６５０以下、約６００以下、約５５０以下、約５００以下、約４５０以下、約４００以下、約３５０以下、約３００以下、約２５０以下、約２００以下、約１５０以下、約１００以下、約５０以下、約４５以下、約４０以下、約３５以下、約３０以下、約２５以下、約２０以下または約１５以下であり得る。

前記のような関係において、第１ライン１０１と第２ライン１０２の絶対的な長さは特に制限されず、目的とする光学デバイスの用途などに沿って決定され得る。例えば、前記第１ライン１０１の長さが約１００〜１，０００ｍｍ程度となるように調節され得る。前記第１ライン１０１の長さは他の例示において、約１５０ｍｍ以上、約２００ｍｍ以上または約２５０ｍｍ以上であり得る。前記第１ライン１０１の長さは他の例示において、約９００ｍｍ以下、約８００ｍｍ以下、約７００ｍｍ以下、約６００ｍｍ以下、約５００ｍｍ以下、約４００以下、約３５０以下または約３００ｍｍ以下であり得る。

また、後述するように、能動液晶素子フィルムの断面で第２ラインが二つ以上複数に形成される場合、前記比率Ｌ１／Ｌ２の計算で導入される第２ラインの長さは複数の第２ラインのうち任意のいずれか一つのラインの長さであるか、あるいは第２ラインの長さの合計であり得る。

前記折り畳み構造は、液晶素子フィルムの断面において両末端のいずれに形成されていてもよい。したがって、図１のように能動液晶素子フィルムの断面で前記第１ライン１０１の両末端に前記折り畳み部位Ａと第２ライン１０２が形成されていてもよい。

前記のような構造において、第２ラインも折り畳まれていら場合もあるが、例えば、図２のように第２ライン１０２上には第２折り畳み部位ＡＡが存在し、前記折り畳み部位ＡＡで前記第２ライン１０２がさらに折り畳まれた形態の断面が具現され得る。

この場合、さらに形成される折り畳み部位ＡＡの形成位置などは特に制限されず、例えば、前記第１ライン１０１と第２ライン１０２の連結部に形成される折り畳まれた領域Ａから前記第２ライン１０２上に形成される折り畳まれた領域ＡＡまでの距離が、前述した比率Ｌ１／Ｌ２を満足するＬ２となり得るように前記位置が調節され得る。

前記のような断面が観察される液晶素子フィルムの断面は、前記液晶素子フィルムを任意の側面で観察した時に観察される断面である。すなわち、液晶素子フィルムの側面のうちいずれか一つの側面で前記断面が観察されればよい。

一例示において、前記折り畳み構造が観察される断面は、液晶素子フィルムの長軸または短軸を含んで形成される法平面上の断面であり得る。前記において、長軸は、例えば、液晶素子フィルム１０を上部で観察する場合、図３のように長方形の形態である場合には横および縦のうち長い方ＬＡであり、短軸は短い方ＳＡであり得る。

例えば、図３のような構造の液晶素子フィルム１０で点線で示された部分を折り畳んで前記断面構造を実現することができる。

前記液晶素子フィルムが正四角形の形態である場合には横軸および縦軸のうち任意にいずれか一つが長軸と見なされ、他の一つは短軸と見なされ得る。

また、四角形態ではない他の形態である場合には、例えば、楕円形、円形または無定形などである場合、前記液晶素子フィルムを上部で観察する場合に折り畳まれた部分によって形成されるライン（例えば、図３で点線ライン）に垂直なラインが短軸または長軸のうちいずれか一つとなり、そのラインにさらに垂直なラインが短軸および長軸のうち他の一つとなり得る。

一例示において、図３にしめされたように、液晶素子フィルムの４面をすべて折り畳んで前記断面を形成することができ、このような場合に前記断面は液晶素子フィルムの長軸を含む法平面と短軸を含む法平面のいずれにおいても観察され得る。

前記のように折り畳み構造の液晶素子フィルムで前述したシーラントの位置は特に制限されないが、一般的には前記折り畳み部位（図１および２のＡ）または前記折り畳み部位（図１および２のＡ）で第１ライン１０１に向かう領域で前記２枚の基材フィルムを付着しているシーラントが存在し得る。

光学デバイスは、前記能動液晶素子フィルムと共に偏光子をさらに含むことができる。前記偏光子としては、例えば、吸収型または反射型線形偏光子、すなわち一方向に形成された光吸収軸または光反射層とそれとは略垂直に形成された光透過軸を有する偏光子を使用することができる。

前記偏光子は、前記能動液晶層の第１配向状態で前記遮断状態が具現されると仮定する場合、前記第１配向状態の平均光軸（光軸のベクトル箱）と前記偏光子の光吸収軸がなす角度が８０度〜１００度または８５度〜９５度をなすか、略垂直となるように光学デバイスに配置されているか、あるいは３５度〜５５度または約４０度〜５０度となるか略４５度となるように光学デバイスに配置されていてもよい。

配向膜の配向方向を基準とする時に、前述したように対向配置された液晶素子フィルムの２枚の基材フィルムの各面上に形成された配向膜の配向方向が、互いに約−１０度〜１０度の範囲内の角度、−７度〜７度の範囲内の角度、−５度〜５度の範囲内の角度または−３度〜３度の範囲内の角度をなすか互いに略平行な場合に、前記２個の配向膜のうちいずれか一つの配向膜の配向方向と前記偏光子の光吸収軸がなす角度が８０度〜１００度または８５度〜９５度をなすか、略垂直となり得る。

他の例示において、前記２個の配向膜の配向方向が約８０度〜１００度の範囲内の角度、約８３度〜９７度の範囲内の角度、約８５度〜９５度の範囲の角度内または約８７度〜９２度の範囲内の角度をなすか互いに略垂直である場合には、２枚の配向膜のうちで前記偏光子により近く配置された配向膜の配向方向と前記偏光子の光吸収軸がなす角度が８０度〜１００度または８５度〜９５度をなすか、略垂直となり得る。

例えば、図４に示した通り、前記液晶素子フィルム１０と前記偏光子２０は互いに積層された状態で前記液晶素子フィルム１０の第１配向方向の光軸（平均光軸）と前記偏光子２０の光吸収軸が前記関係となるように配置され得る。

一例示において、前記偏光子２０が後述する偏光コーティング層である場合には、前記偏光コーティング層が前記液晶素子フィルムの内部に存在する構造が具現され得る。例えば図５に示した通り、前記液晶素子フィルムの基材フィルム１１０のうちいずれか一つの基材フィルム１１０と能動液晶層１２０の間に前記偏光コーティング層２０１が存在する構造が具現され得る。例えば、基材フィルム１１０上に前述した導電層、前記偏光コーティング層２０１および前記配向膜が順次形成されていてもよい。

本出願の光学デバイスで適用され得る前記偏光子の種類は特に制限されない。例えば、偏光子としては、既存のＬＣＤなどで使用される通常の素材、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））偏光子などや、リオトロピック液晶（ＬＬＣ：Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｙｓｔａｌ）や、反応性液晶（ＲＭ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ）と二色性色素（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｄｙｅ）を含む偏光コーティング層のように、コーティング方式で実現した偏光子を使用することができる。本明細書で前記のようにコーティング方式で具現された偏光子は偏光コーティング層と呼称され得る。前記リオトロピック液晶としては特に制限なく公知の液晶を使うことができ、例えば、二色性比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｒａｔｉｏ）が３０〜４０程度であるリオトロピック液晶層を形成できるリオトロピック液晶を使用することができる。一方、偏光コーティング層が反応性液晶（ＲＭ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ）と二色性色素（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｄｙｅ）を含む場合、前記二色性色素としては線形の色素を用いるか、あるいは円盤状の色素（ｄｉｓｃｏｔｉｃ ｄｙｅ）が用いられてもよい。

業界には吸収型または反射型線形偏光子として作用できるリオトロピック液晶または反応性液晶と二色性色素の混合物が多様に知られており、本出願ではこのような種類を制限なく適用することができる。

本出願の光学デバイスは前記のような能動液晶素子フィルムと偏光子をそれぞれ一つずつだけ含むことができる。したがって、前記光学デバイスはただ一つの前記能動液晶素子フィルムだけを含み、ただ一つの偏光子だけを含むことができる。

光学デバイスは、対向配置されている２枚の外郭基板をさらに含むことができる。例えば、図６に示した通り、前記対向配置された２枚の外郭基板３０の間に前記能動液晶素子フィルム１０と偏光子２０が存在することができる。図６は外郭基板３０の間に能動液晶素子フィルム１０と偏光子２０が同時に存在する場合を例示したが、前記構造は例示的であり、前記フィルム１０または偏光子２０のうちいずれか一つだけが存在してもよい。また、図６での偏光子２０は存在せず、図５に示したような偏光コーティング層２０１を含む能動液晶素子フィルムのみが前記外郭基板３０の間に存在してもよい。

前記外郭基板としては、例えば、ガラスなどからなる無機フィルムまたはプラスチックフィルムが用いられ得る。プラスチックフィルムとしては、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；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）フィルム；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）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）フィルム、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルム；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルム；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルム；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルム；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはフッ素樹脂フィルムなどが用いられ得るが、これに制限されるものではない。外郭基板には、必要に応じて金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在してもよい。

外郭基板としては、所定範囲の位相差を有するフィルムが用いられ得る。一例示において、前記外郭基板は正面位相差が１００ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約９５ｎｍ以下、約９０ｎｍ以下、約８５ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、約７５ｎｍ以下、約７０ｎｍ以下、約６５ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５５ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４５ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、約９ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約７ｎｍ以下、約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、約２ｎｍ以下または約１ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約０ｎｍ以上、約１ｎｍ以上、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上、約４ｎｍ以上、約５ｎｍ以上、約６ｎｍ以上、約７ｎｍ以上、約８ｎｍ以上、約９ｎｍ以上、または約９．５ｎｍ以上であり得る。

外郭基板の厚さ方向位相差の絶対値は、例えば、２００ｎｍ以下であり得る。前記厚さ方向位相差の絶対値は他の例示において、１９０ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１７０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下、８５ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、約９ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約７ｎｍ以下、約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、約２ｎｍ以下または約１ｎｍ以下であり得、０ｎｍ以上、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上または７５ｎｍ以上であり得る。前記厚さ方向位相差は絶対値が前記範囲内であれば負数または正数であり得、例えば、負数であり得る。

前記外郭基板の正面位相差Ｒｉｎおよび厚さ方向位相差Ｒｔｈは、それぞれ前記数式１および２で厚さｄ、遅相軸方向屈折率ｎｘ、進相軸方向屈折率ｎｙおよび厚さ方向の屈折率ｎｚを外郭基板の厚さｄ、遅相軸方向屈折率ｎｘ、進相軸方向屈折率ｎｙおよび厚さ方向の屈折率ｎｚで代替して計算すること以外には同様に計算され得る。

外郭基板が光学異方性である場合に対向配置されている外郭基板の遅相軸がなす角度は、例えば、約−１０度〜１０度の範囲内、−７度〜７度の範囲内、−５度〜５度の範囲内または−３度〜３度の範囲内であるか概略平行であり得る。

また、前記外郭基板の遅相軸と前述した基材フィルムが光学異方性である場合にその基材フィルムの遅相軸がなす角度は、例えば、約−１０度〜１０度の範囲内、−７度〜７度の範囲内、−５度〜５度の範囲内または−３度〜３度の範囲内であるか概略平行であり得るか、あるいは約８０度〜１００度の範囲内、約８３度〜９７度の範囲内、約８５度〜９５度の範囲内または約８７度〜９２度の範囲内であるか概略垂直であり得る。

前記のような位相差調節または遅相軸の配置を通じて光学的に優秀かつ均一な透過および遮断モードの実現が可能となり得る。

外郭基板としては、熱膨張係数が１００ｐｐｍ／Ｋ以下であるものを使用することができる。前記熱膨張係数は、他の例示において、９５ｐｐｍ／Ｋ以下、９０ｐｐｍ／Ｋ以下、８５ｐｐｍ／Ｋ以下、８０ｐｐｍ／Ｋ以下、７５ｐｐｍ／Ｋ以下、７０ｐｐｍ／Ｋ以下、６５ｐｐｍ／Ｋ以下、６０ｐｐｍ／Ｋ以下、５０ｐｐｍ／Ｋ以下、４０ｐｐｍ／Ｋ以下、３０ｐｐｍ／Ｋ以下、２０ｐｐｍ／Ｋ以下または１５ｐｐｍ／Ｋ以下であるか、１ｐｐｍ／Ｋ以上、２ｐｐｍ／Ｋ以上、３ｐｐｍ／Ｋ以上、４ｐｐｍ／Ｋ以上、５ｐｐｍ／Ｋ以上、６ｐｐｍ／Ｋ以上、７ｐｐｍ／Ｋ以上、８ｐｐｍ／Ｋ以上、９ｐｐｍ／Ｋ以上または１０ｐｐｍ／Ｋ以上であり得る。

前記外郭基板の熱膨張係数および破断伸び率の測定方式は、それぞれ前述した基材フィルムの熱膨張係数および破断伸び率の測定方式と同じである。

外郭基板が前記のような熱膨張係数および／または破断伸び率を有するように選択されることによって、より優秀な耐久性の光学デバイスが提供され得る。

前記のような外郭基板の厚さは特に制限されず、例えば約０．３ｍｍ以上であり得る。前記厚さは他の例示において、約０．５ｍｍ以上、約１ｍｍ以上、約１．５ｍｍ以上または約２ｍｍ以上程度であり得、１０ｍｍ以下、９ｍｍ以下、８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、６ｍｍ以下、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下または３ｍｍ以下の程度であってもよい。

前記外郭基板は、扁平（ｆｌａｔ）な基板であるか、あるいは曲面状を有する基板であり得る。例えば、前記２枚の外郭基板は同時に扁平な基板であるか、同時に曲面状を有するか、あるいはいずれか一つは扁平な基板であり、他の一つは曲面状の基板であり得る。

また、前記で同時に曲面状を有する場合には、それぞれの曲率または曲率半径は同じであるか異なり得る。

前記外郭基板の曲率または曲率半径は、記述した方式で測定することができる。

また、外郭基板と関連しては例えば、表面と裏面での曲率または曲率半径が異なる場合、それぞれ向き合う面の曲率または曲率半径、すなわち第１外郭基板の場合、第２外郭基板と対向する面の曲率または曲率半径と第２外郭基板の場合、第１外郭基板と対向する面の曲率または曲率半径が基準となり得る。また、該当面での曲率または曲率半径が一定ではなく異なる部分が存在する場合には、最も大きい曲率または曲率半径または一番小さい曲率または曲率半径または平均曲率または平均曲率半径が基準となり得る。

前記基板は、両者が曲率または曲率半径の差が１０％以内、９％以内、８％以内、７％以内、６％以内、５％以内、４％以内、３％以内、２％以内または１％以内であり得る。前記曲率または曲率半径の差は、大きい曲率または曲率半径をＣ_Ｌとし、小さい曲率または曲率半径をＣ_Ｓとする時に、１００×（Ｃ_Ｌ−Ｃ_Ｓ）／Ｃ_Ｓで計算される数値である。また、前記曲率または曲率半径の差の下限は特に制限されない。２枚の外郭基板の曲率または曲率半径の差は同じであり得るため、前記曲率または曲率半径の差は０％以上であるか、０％超過であり得る。

前記のような曲率または曲率半径の制御は、本出願の光学デバイスのように能動液晶素子および／または偏光子が接着フィルムでカプセル化された構造において有用である。

第１および第２外郭基板がすべて曲面である場合に両者の曲率は同一符号であり得る。換言すると、前記２個の外郭基板は両方とも同じ方向に屈曲されていてもよい。すなわち、前記場合は、第１外郭基板の曲率中心と第２外郭基板の曲率中心が両方とも第１および第２外郭基板の上部および下部のうち、同じ部分に存在する場合である。

第１および第２外郭基板のそれぞれの曲率または曲率半径の具体的な範囲は特に制限されない。一例示において、前記それぞれの基板の曲率半径は、１００Ｒ以上、２００Ｒ以上、３００Ｒ以上、４００Ｒ以上、５００Ｒ以上、６００Ｒ以上、７００Ｒ以上、８００Ｒ以上または９００Ｒ以上や、１０，０００Ｒ以下、９，０００Ｒ以下、８，０００Ｒ以下、７，０００Ｒ以下、６，０００Ｒ以下、５，０００Ｒ以下、４，０００Ｒ以下、３，０００Ｒ以下、２，０００Ｒ以下、１、９００Ｒ以下、１、８００Ｒ以下、１、７００Ｒ以下、１、６００Ｒ以下、１、５００Ｒ以下、１、４００Ｒ以下、１、３００Ｒ以下、１、２００Ｒ以下、１、１００Ｒ以下または１、０５０Ｒ以下であり得る。前記において、Ｒは半径が１ｍｍである円の曲がった程度を意味する。したがって、前記で例えば、１００Ｒは半径が１００ｍｍである円の曲がった程度またはそのような円に対する曲率半径である。もちろん基板が扁平な場合に曲率は０、曲率半径は無限大である。

第１および第２外郭基板は前記範囲で同じであるか異なる曲率半径を有することができる。一例示において、第１および第２外郭基板の曲率が互いに異なる場合に、その中で曲率が大きい基板の曲率半径が前記範囲内であり得る。

一例示において、第１および第２外郭基板の曲率が互いに異なる場合にはその中で曲率が大きい基板が光学デバイスの使用時に、より重力方向に配置される基板であり得る。

すなわち、前記カプセル化のためには、後述するように、接着フィルムを使用したオートクレーブ（Ａｕｔｏｃｌａｖｅ）工程が遂行され得、この過程では通常高温および高圧が適用される。ところが、このようなオートクレーブ工程後、カプセル化に適用された接着フィルムが高温で長時間保管されるなどの一部の場合には、一部に再融解などが発生して外郭基板が広がる問題が発生する恐れがある。このような現象が発生すると、カプセル化された能動液晶素子および／または偏光子に力が作用し、内部に起泡が形成され得る。

ところが、基板間の曲率または曲率半径を前記のように制御すると、接着フィルムによる合着力が低下しても復原力と重力の和である真の力が作用して広がりを防止することができ、オートクレーブのような工程圧力にもよく耐えることができる。

光学デバイスは、前記能動液晶素子フィルムおよび／または偏光子を前記外郭基板内でカプセル化している接着フィルムをさらに含むことができる。このような接着フィルム４０は、例えば、図７に示した通り、外郭基板３０と能動液晶素子フィルム１０の間、能動液晶素子フィルム１０と偏光子２０の間および／または偏光子２０と外郭基板３０の間に存在することができる。また、前記接着フィルム４０は図面に示した通り、前記能動液晶素子フィルム１０および／または偏光子２０の側面、適切にすべての側面にも存在することができる。前記接着フィルムは、前記外郭基板３０と能動液晶フィルム素子１０、能動液晶フィルム素子１０と偏光子２０および偏光子２０と外郭基板３０を互いに接着させつつ、前記能動液晶フィルム素子１０と偏光子２０をカプセル化していることができる。

また、図５に示した通り、偏光コーティング層２０１が内部に形成された能動液晶素子フィルムがカプセル化される場合には、前記接着フィルムは外郭基板と能動液晶素子フィルムの間および／または前記能動液晶素子フィルムの側面、好ましくはすべての側面に存在することができる。

例えば、目的とする構造によって外郭基板、能動液晶素子フィルム、偏光子および／または接着フィルムを積層した後、真空状態で圧着する方式、例えばオートクレーブ方式で前記構造を実現することができる。

前記のような構造の効率的な形成のために、必要な場合に前記能動液晶素子フィルムの前記接着フィルムと接する面の前記接着フィルムに対する摩擦係数または前記能動液晶素子フィルムと前記接着フィルム間の摩擦係数が制御され得る。例えば、前記摩擦係数は、約５以下、約４．５以下、約４以下、約３．５以下、約３以下または約２．５以下程度に制御され得、前記摩擦係数は他の例示において、約０．５以上、約１以上または約１．５以上であり得る。このような摩擦係数の制御を通じて、オートクレーブなどの加圧工程で液晶素子フィルムにシワなどの欠陥が発生せず、効率的なカプセル化工程が進行され得る。前記において、摩擦係数は動摩擦係数である。

前記摩擦係数を制御する方式は特に制限されず、例えば、目的とする摩擦係数を有する接着フィルムと能動液晶素子フィルムの基材フィルムが選択されるか、あるいは前記基材フィルム上に適切な表面処理を遂行すればよい。この時、表面処理は物理的処理であって、例えば、サンドペーパーなどを使用した研磨を通じて基材フィルムの凹凸の形状を制御するか、あるいはフッ素系処理剤やシリコーン系処理剤などのいわゆる離型剤またはスリッピング剤などとして知られている処理剤を使用して基材フィルムの表面を処理して摩擦係数を制御することができる。

前記接着フィルム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、例えば、公知とされた熱可塑性ポリウレタン接着フィルム、ポリアミド接着フィルム、ポリエステル接着フィルム、ＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）接着フィルム、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン接着フィルムのうち後述する物性を満足するものが選択され得る。

接着フィルムとしては、所定範囲の位相差を有するフィルムが用いられ得る。一例示において、前記接着フィルムは正面位相差が１００ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約９５ｎｍ以下、約９０ｎｍ以下、約８５ｎｍ以下、約８０ｎｍ以下、約７５ｎｍ以下、約７０ｎｍ以下、約６５ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５５ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４５ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、約９ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約７ｎｍ以下、約６ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、約３ｎｍ以下、約２ｎｍ以下または約１ｎｍ以下であり得る。前記正面位相差は他の例示において、約０ｎｍ以上、約１ｎｍ以上、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上、約４ｎｍ以上、約５ｎｍ以上、約６ｎｍ以上、約７ｎｍ以上、約８ｎｍ以上、約９ｎｍ以上、または約９．５ｎｍ以上であり得る。

接着フィルムの厚さ方向位相差の絶対値は、例えば、２００ｎｍ以下であり得る。前記絶対値は他の例示において、約１９０ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１７０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１４０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１１５ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、９０ｎｍ以下、８０ｎｍ以下、７０ｎｍ以下、６０ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下または約５ｎｍ以下であることもあったりｎｍ以上、０ｎｍ以上、１ｎｍ以上、２ｎｍ以上、３ｎｍ以上、４ｎｍ以上、５ｎｍ以上、６ｎｍ以上、７ｎｍ以上、８ｎｍ以上、９ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、８０ｎｍ以上または９０ｎｍ以上であり得る。前記厚さ方向位相差は前記範囲内の絶対値を有する限り負数であるか、正数であり得る。

前記接着フィルムの正面位相差Ｒｉｎおよび厚さ方向位相差Ｒｔｈは、それぞれ前記数式１および２で厚さｄ、遅相軸方向屈折率ｎｘ、進相軸方向屈折率ｎｙおよび厚さ方向の屈折率ｎｚを接着フィルムの厚さｄ、遅相軸方向屈折率ｎｘ、進相軸方向屈折率ｎｙおよび厚さ方向の屈折率ｎｚで代替して計算すること以外には同様に計算され得る。

前記で接着フィルムの厚さは前記外郭基板３０と能動液晶層１０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔、能動液晶層１０と偏光子２０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔および偏光子２０と外郭基板３０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔であり得る。

接着フィルムとしては、ヤング率（Ｙｏｕｎｇ'ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）が０．１〜１００ＭＰａの範囲内にあるものを使用することができる。前記ヤング率は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に規定された方式で測定することができ、該当規格で提供する形態にフィルムを裁断し、Ｓｔｒｅｓｓ−Ｓｔｒａｉｎ ｃｕｒｖｅを測定できる装備（力と長さを同時に測定できる）を利用して測定することができる。

接着フィルムが前記のようなヤング率を有するように選択されることによって、より優秀な耐久性の光学デバイスが提供され得る。

前記のような接着フィルムの厚さは特に制限されず、例えば約２００μｍ〜６００μｍ程度の範囲内であり得る。前記において、接着フィルムの厚さは、前記外郭基板３０と能動液晶層１０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔、能動液晶層１０と偏光子２０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔および偏光子２０と外郭基板３０の間の接着フィルムの厚さ、例えば前記両者間の間隔であり得る。

光学デバイスはまた、バッファー層をさらに含むことができる。このようなバッファー層は、前記液晶素子フィルムの一面または両面に存在することができる。図８は、能動液晶素子フィルム１０の両側にバッファー層５０が存在する構造を示しているが、前記バッファー層５０は液晶素子フィルム１０の一側にのみ存在してもよい。

前記のようなバッファー層は、能動液晶素子フィルムが接着フィルムによってカプセル化されている構造で層間熱膨張係数の差などによって発生する負圧を緩和し、より耐久性のあるデバイスが具現され得るようにすることができる。

一つの例示において、前記バッファー層としては、ヤング率（Ｙｏｕｎｇ'ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）が１ＭＰａ以下である層を使用することができる。前記バッファー層のヤング率は他の例示において、０．９ＭＰａ以下、０．８ＭＰａ以下、０．７ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．６ＭＰａ以下、０．１ＭＰａ以下、０．０９ＭＰａ以下、０．０８ＭＰａ以下、０．０７ＭＰａ以下または０．０６ＭＰａ以下であり得る。前記ヤング率は他の例示において、約０．００１ＭＰａ以上、０．００２ＭＰａ以上、０．００３ＭＰａ以上、０．００４ＭＰａ以上、０．００５ＭＰａ以上、０．００６ＭＰａ以上、０．００７ＭＰａ以上、０．００８ＭＰａ以上、０．００９ＭＰａ以上、０．０１ＭＰａ以上、０．０２ＭＰａ以上、０．０３ＭＰａ以上、０．０４ＭＰａ以上、または０．０４５ＭＰａ以上であり得る。前記において、ヤング率の測定方式は前述した接着フィルムの測定方式と同じである。

バッファー層の具体的な種類としては、特に制限なく前述したヤング率を示す透明素材を使用することができるが、例えば、アクリレート系、ウレタン系、ラバー系またはシリコン系のオリゴマーまたは高分子材料などを使用することができる。

一例示において、前記バッファー層は、いわゆるＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）またはＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）として知られている透明接着剤または透明粘着剤を使用して形成することができ、前記ＯＣＡまたはＯＣＲとして公知とされた接着剤または粘着剤のうち目的とするヤング率を有する材料を選択して使用することができる。

したがって、一例示において、前記バッファー層は、アクリレート系接着剤層、ウレタン系接着剤層、ラバー系接着剤層またはシリコン系接着剤層や、アクリレート系粘着剤層、ウレタン系粘着剤層、ラバー系粘着剤層またはシリコン系粘着剤層であり得る。

バッファー層の厚さは特に制限されず、前記範囲のヤング率を示してデバイスの内部で発生する負圧などを効果的に緩和できる範囲で選択され得る。

光学デバイスは前記構成の他にも必要な任意の構成をさらに含むことができ、例えば、位相差層、光学補償層、反射防止層、ハードコーティング層などの公知の構成を適切な位置に含むことができる。

前記のような光学素子は多様な用途で使用することができ、例えば、サングラスやＡＲ（Ａｒｇｕｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）またはＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）用アイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）等のアイウェア類、建物の外壁や車両用サンルーフなどに用いられ得る。

一つの例示において、前記光学デバイスは、それ自体として車両用サンルーフであり得る。

例えば、少なくとも一つ以上の開口部が形成されている車体を含む自動車において、前記開口部に装着された前記光学デバイスまたは車両用サンルーフを装着して使用することができる。

本出願は透過率を可変できる光学デバイスを提供し、このような光学デバイスは、サングラスやＡＲ（Ａｒｇｕｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）またはＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）用アイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）等のアイウェア類、建物の外壁や車両用サンルーフなどの多様な用途に使用することができる。

本出願の液晶素子フィルムの折り畳み構造を説明するための図面。 本出願の液晶素子フィルムの折り畳み構造を説明するための図面。 本出願の液晶素子フィルムの折り畳み構造を説明するための図面。 本出願の光学デバイスを説明するための例示的な図面。 本出願の光学デバイスを説明するための例示的な図面。 本出願の光学デバイスを説明するための例示的な図面。 本出願の光学デバイスを説明するための例示的な図面。 本出願の光学デバイスを説明するための例示的な図面。

以下、実施例および比較例を通じて本出願の範囲をより具体的に説明するが、本出願の範囲は下記の実施例によって制限されるものではない。

本明細書で記載した物性は下記の方式で評価した結果である。

１．位相差評価方式
位相差は、Ａｘｏｍａｔｒｉｘ社のＡｘｏｓｃａｎを利用して５５０ｎｍ波長に対してメーカーのマニュアルに沿って測定した。

２．引張特性の評価
基材フィルムの破断伸び率などの引張特性は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２規格に沿って確認した。基材フィルムなどの測定対象を、幅が１０ｍｍ、長さが３０ｍｍとなるように裁断した後、ＵＴＭ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）装備（Ｉｎｓｔｒｏｎ ３３４２）を利用して、常温（２５℃）で１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張しながら各物性を評価した。

３．熱膨張係数の評価
基材フィルムなどの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、ＡＳＴＭ Ｄ６９６規格に沿ってＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）装備（ＳＤＴＡ８４０、Ｍｅｔｔｅｌｅｒ ｔｏｌｅｄｏ社）を利用して、４０℃から８０℃に温度を１０℃／ｍｉｎの速度で増加させながら試片のサイズ変化を測定して数式（ＣＴＥ＝（ｄｔ／ｔ）／ｄＴ、前記でｔはサイズ、Ｔは温度）により前記区間での熱膨張係数を確認した。測定時の試片の基準長さは１０ｍｍとし、荷重は０．０２Ｎに設定した。

４．バッファー層のヤング率の評価
バッファー層のヤング率はＴＡ社Ｑ８００ ＤＭＡ装備を使用して、ＡＳＴＭ Ｅ１１１−９７規格に沿って測定した。測定時に試片のサイズは、幅が約５．３ｍｍ程度であり、厚さが約２５０μｍ程度となるようにしたし、前記試片に対して前記規格に沿って動的特性を評価してヤング率を確認した。

実施例１．
能動液晶素子フィルムとしてＧＨ（Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ）液晶素子フィルムを製作した。前記液晶素子フィルムは、一面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極層と液晶配向膜が順次形成されている２枚のＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム（熱膨張係数：約７０ｐｐｍ／Ｋ、破断伸び率：ＭＤ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向＝約６％、ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向＝約７０％）を、約１２μｍ程度のセルギャップ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）が維持されるように対向配置した状態でその間に液晶ホスト（Ｍｅｒｃｋ社のＭＡＴ−１６−９６９液晶）と二色性染料ゲスト（ＢＡＳＦ社、Ｘ１２）の混合物）の混合物を注入し、シラントで縁を封じて製作した。前記ＰＥＴフィルムの対向配置は、互いに配向膜が形成された面が向かい合うようにした。前記能動液晶素子フィルムの液晶層は、電圧無印加時には水平配向状態であり、電圧印加によって垂直配向状態にスイッチングされ得る。引き続き、前記能動液晶素子フィルムの一面にバッファー層を形成した。バッファー層は、紫外線光開始剤を含むＳｉｌｉｃｏｎｅ Ａｃｒｙｌａｔｅ ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ、メーカー：３Ｍ、製品名：１０３３Ｓ）を使って形成した。まず離型フィルムの離型処理面に前記ＯＣＡをコーティングして粘着剤層（ＯＣＡ層）を形成し、前記粘着剤層を前記能動液晶素子フィルムのＰＥＴフィルムの一面にラミネーションした後、最終硬化させてバッファー層を形成した。硬化条件はメーカーの推奨条件に従った。形成されたバッファー層の厚さは約２００μｍ程度であり、そのヤング率は約０．０５ＭＰａ程度であった。引き続き、厚さが約３ｍｍ程度であるガラス基板、接着フィルム、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））系偏光フィルム、接着フィルム、前記能動液晶素子フィルム、接着フィルムおよび厚さが同様に約３ｍｍ程度であるガラス基板を前記言及された順序で積層して積層体を製造し、約１００℃の温度および２気圧程度の圧力でオートクレーブ工程を遂行し、前記能動液晶素子フィルムとＰＶＡ系偏光フィルムを外郭基板の間で接着フィルムでカプセル化して光学デバイスを製造した。前記過程で、能動液晶素子フィルムのバッファー層が形成された面が偏光フィルムに向かうように配置した。前記において、能動液晶素子フィルムの液晶層が水平配向状態の時にその光軸と前記ＰＶＡ系偏光フィルムの光吸収軸が互いに垂直となるように配置した。前記において接着フィルムとしては、ＡｒｇｏＴｅｃ社のＳＴ６０５０の製品名のＴＰＵ（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）接着フィルム（厚さ：約０．４０ｍｍ）を使ったし、そのフィルムの面上位相差（Ｒｉｎ、５５０ｎｍ基準）は約２．６ｎｍ程度であり、厚さ方向位相差（Ｒｔｈ、５５０ｎｍ基準）は約４ｎｍ程度であり、熱膨張係数は約４０ｐｐｍ／Ｋ程度であった。

実施例２．
能動液晶素子フィルムの両面に同じバッファー層を形成したことを除いては、実施例１と同様にして光学デバイスを製造した。

試験例
前記製造された各光学デバイスを１００℃で７日間維持した後、透過度特性を評価する方式で耐久性を評価した。前記耐久性評価の結果、前記１００℃で７日間維持した前後に下記の表１で記載する光学特性が維持されて、優秀な耐久性を有することが確認された。また、下記の表１は、実施例１および２の光学デバイスの透過率およびヘイズ（基準波長：約５５０ｎｍ）を測定した結果である。前記透過率などは、ＮＤＨ５０００装備を使ってＩＳＯ １３４６８方式で評価した。下記の表１から、本出願の光学デバイスが適切な透過率可変特性を示すことを確認することができる。

１０：能動液晶素子フィルム
１０１：第１ライン
１０２：第２ライン
Ａ、ＡＡ：折り畳まれた領域
Ｄ：第１ラインの２等分点
Ｔ：第１ラインの２等分点の接線
Ｐ：第１ラインの２等分点の接線に対する法線
１０２２：第２ラインの角度を測定するための線
２０：偏光子
２０１：偏光コーティング層
３０：外郭基板
４０：接着フィルム
５０：バッファー層
１１０：基材フィルム
１２０：能動液晶層

Claims (14)

1. 対向配置されている２枚の外郭基板；
   液晶化合物を含み、第１配向状態と第２配向状態の間をスイッチングできる能動液晶層を有する能動液晶素子フィルム；
   偏光子；および
   前記外郭基板と能動液晶素子フィルムの間、能動液晶素子フィルムと偏光子の間、偏光子と外郭基板の間および前記能動液晶素子フィルムの側面に存在する接着フィルムを含み、
   前記能動液晶素子フィルムおよび偏光子は前記２枚の外郭基板の間で前記接着フィルムによってカプセル化されており、
   前記能動液晶素子フィルムと接着フィルムの間に存在し、ヤング率が１ＭＰａ以下であるバッファー層をさらに含む、光学デバイス。
2. バッファー層は、アクリレート系、ウレタン系、ラバー系またはシリコン系のオリゴマーまたは高分子材料を含む、請求項１に記載の光学デバイス。
3. バッファー層は、アクリレート系、ウレタン系、ラバー系またはシリコン系の接着剤層または粘着剤層である、請求項１に記載の光学デバイス。
4. 能動液晶層の第１配向状態の平均光軸と偏光子の光吸収軸がなす角度が８０度〜１００度または３５度〜５５度の範囲内となるように、前記能動液晶素子フィルムと偏光子が配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。
5. 能動液晶素子フィルムは、対向配置されている２枚の基材フィルムと前記２枚の基材フィルムの間に存在する能動液晶層を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学デバイス。
6. 能動液晶素子は、２枚の基材フィルムの間で前記２枚の基材フィルムの間隔を維持するスペーサーをさらに含む、請求項５に記載の光学デバイス。
7. 基材フィルムの能動液晶層に向かう面上に存在する配向膜を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学デバイス。
8. ２枚の基材フィルムの配向膜の配向方向がなす角度は、−１０度〜１０度の範囲内または８０度〜１００度の範囲内である、請求項７に記載の光学デバイス。
9. ２枚の基材フィルムのうち偏光子に近い基材フィルム上に形成された配向膜の配向方向と偏光子の光吸収軸がなす角度が、８０度〜１００度の範囲内である、請求項８に記載の光学デバイス。
10. 能動液晶素子フィルムは折り畳まれたフィルム形態である、請求項１から９のいずれか一項に記載の光学デバイス。
11. 接着フィルムは正面位相差が１００ｎｍ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学デバイス。
12. 接着フィルムは厚さ方向位相差の絶対値が２００ｎｍ以下である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学デバイス。
13. 接着フィルムはヤング率が０．１〜１００ＭＰａの範囲内にある、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学デバイス。
14. 一つ以上の開口部が形成されている車体；および前記開口部に装着された請求項１から１３のいずれか一項に記載された光学デバイスを含む、自動車。

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