JP2023528512A - 光変調デバイス - Google Patents
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- B32B7/03—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers with respect to the orientation of features
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
- B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
- B32B17/10009—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets
- B32B17/10036—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the number, the constitution or treatment of glass sheets comprising two outer glass sheets
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Abstract
本出願は、オートクレーブ工程などのように圧力が加えられるカプセル化工程後にも、設計された光学特性を安定的に維持できる光変調デバイス、光学デバイスまたはその製造方法を提供できる。また、本出願は、上下基板間の接着力を効果的に確保しつつ、光変調層の配向状態も安定的に維持できる光変調デバイス、それを含む光学デバイスまたはその製造方法を提供できる。本願発明の光変調デバイスは、それぞれ第１表面と第２表面を有し、相互の第１表面が対向するように対向配置されている第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に存在する液晶層と、を含み、式１を満たす。
Description
本出願は、２０２０年７月３１日付で提出された韓国特許出願第１０－２０２０－００９５８６４号に基づいて優先権を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された内容は本明細書の一部として含まれる。
本出願は、光変調デバイスに関する。
二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。
光変調デバイスが目的とする性能を示すためには、前記基板の間で前記液晶化合物の配向状態を制御することが重要である。したがって、光変調層が液晶層である場合には、通常、液晶化合物の配向を調節するために、液晶層の両側共に液晶配向膜を形成する。
特許文献１には、液晶層の一側に液晶配向膜を形成し、他側に液晶配向膜の代わりに接着層を形成した構造の光変調デバイスを開示する。
特許文献１に開示された接着層は、液晶配向力を有するので、液晶層の一方に液晶配向膜を適用することなく、目的とする液晶化合物の配向が可能な点を記載する。
特許文献１に開示された光変調デバイスは、接着剤を一方の基板に適用したので、対向配置された二つの基板の接着力を良好に維持できるという長所を有する。
しかしながら、特許文献１に開示された接着層だけでは、液晶化合物の配向を十分に安定的に維持することが容易でなく、特に高温条件で液晶化合物の配向が壊れて、光学的欠陥が発生する問題がある。
本出願は、光変調デバイスを提供する。本出願は、粘着剤層または接着剤層を適用して対向配置された基板間の接着力を確保すると同時に、液晶化合物の配向を安定的に維持し、特に高温でも目的とする液晶化合物の配向状態を具現できる光変調デバイスを提供することを目的とする。
本明細書において角度を定義する垂直、平行、直交または水平の用語と角度の数値は、目的効果を損傷させない範囲での実質的な垂直、平行、直交または水平と前記数値を意味する。前記垂直、平行、直交または水平と数値の範囲は、製造誤差（ｅｒｒｏｒ）または偏差（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）など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±１０度以内の誤差、約±９度以内の誤差、約±８度以内の誤差、約±７度以内の誤差、約±６度以内の誤差、約±５度以内の誤差、約±４度以内の誤差、約±３度以内の誤差、約±２度以内の誤差、約±１度以内の誤差、約±０．８度以内の誤差、約±０．６度以内の誤差または約±０．４度以内の誤差を含んでもよい。
本明細書において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に、特に別に規定しない限り、前記物性は、常温で測定した物性である。用語「常温」は、特に加温または減温されない状態での温度であり、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、かつ、約２７℃以下の温度を意味し得る。また、特に別に規定しない限り、本明細書において言及する温度の単位は、℃である。
本明細書において言及する位相差、屈折率および屈折率異方性は、特に別に規定しない限り、波長約５５０ｎｍの光に対する位相差、屈折率および屈折率異方性を意味する。
特に別に規定しない限り、本明細書において言及するいずれか二つの方向が成す角度は、前記二つの方向が成す鋭角または鈍角のうち鋭角であるか、または時計回りにおよび反時計回りに測定された角度のうち小さい角度でありうる。したがって、特に別に規定しない限り、本明細書において言及する角度は、正数である。ただし、場合によって、時計回りにまたは反時計回りに測定された角度間の測定方向を表示するために、前記時計回りに測定された角度および反時計回り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。
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、少なくとも二つ以上の異なる光の状態の間をスイッチングできるデバイスを意味し得る。前記で異なる光の状態は、少なくとも透過率、反射率、色および／またはヘイズが異なる状態を意味し得る。
光変調デバイスが具現できる状態の例としては、透過、遮断、高反射、低反射および／または特定色を示す色モード状態などがあるが、これらに限定されるものではない。
一例として、前記光変調デバイスは、少なくとも前記透過および遮断モード状態の間をスイッチングできるデバイスでありうる。
前記透過モード状態での光変調デバイスの透過率が少なくとも１０％以上、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％以上または８０％以上程度でありうる。前記透過モードでの透過率は、他の例として、１００％以下、９５％以下、９０％以下または８５％以下程度であってもよい。しかしながら、透過モードでの透過率は、高いほど有利であるから、その上限が特に限定されるものではない。
前記遮断モード状態で光変調デバイスの透過率は、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％以下でありうる。前記遮断モードでの透過率は、他の例として、０％以上、５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上または２５％以上程度であってもよい。しかしながら、遮断モードでは、透過率が低いほど有利であるから、前記遮断モード状態の透過率の下限は、特に限定されない。
前記透過率は、例えば、直進光透過率でありうる。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んでいる方向に入射した光のうち、前記法線方向に並んでいる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定義できる。
前記透過率は、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であるか、前記可視光領域全体に対する透過率であるか、前記可視光領域全体に対する透過率のうち最大または最小透過率であるか、または、前記可視光領域内の透過率の平均値でありうる。
本出願の光変調デバイスは、一例として、前記透過モードおよび遮断モード状態で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間をスイッチングできるように設計可能である。必要に応じて、前記状態の他に、他の第３の状態またはそれ以上の状態も具現されてもよい。
前記光変調デバイスのスイッチングは、外部シグナルの印加、例えば、電圧などのような電気的シグナルの印加の有無によって調節できる。例えば、前記外部シグナルの印加がない状態で光変調デバイスは、前記に記述した状態のうちいずれか一つの状態を維持し、電圧が印加されると、他の状態にスイッチングされることができる。印加される電圧の強度、周波数および／または形態を変更することによって、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。
本出願の光変調デバイスは、対向配置された二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を含んでもよい。図２は、前記構造の一例を示す図である。図示のように、光変調デバイスは、対向配置された第１基板１００と第２基板２００を含む。前記第１および第２基板は、それぞれ、第１表面と第２表面を有することができる。前記で第１表面は、基板の一つの主表面であり、第２表面は、それと反対側の主表面を意味し得る。
第１基板１００の一つの表面（例えば、第１表面）上には、機能性層が形成され、他の第２基板２００の一つの表面（例えば、第１表面）には、液晶配向膜２００１が形成されていてもよい。前記で機能性層は、後述する接着剤層または粘着剤層でありうる。前記対向配置された第１基板１００と第２基板２００の間に光変調層６００が位置する。光変調層の種類は、特に限定されず、通常、液晶層が光変調層として使用できる。光変調層が液晶層である場合に、通常、第１および第２基板１００、２００の両表面ともに液晶配向膜が形成されるが、第１基板１００上に液晶配向膜の代わりに粘着剤層または接着剤層を形成し、第２基板２００にのみ液晶配向膜を形成することによって、特定用途（例えば、ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗやｅｙｅ ｗｅａｒ）に非常に有用な液晶化合物の配向状態が得られることもできる。このような場合には、前記第１基板には、液晶配向膜が形成されない。また、図示してはいないが、光変調デバイスの第１および第２基板のうちいずれか一つの基板には、第１および第２基板の間隔（ｃｅｌｌ ｇａｐ）を維持するスペーサーが存在するが、第１基板１００上の機能性層が粘着剤層または接着剤層１００１である場合に、前記スペーサーに前記粘着剤層または接着剤層１００１が付着されて、第１および第２基板間の合着力を大きく改善できる。
前記基板としては、特に限定されずに、公知の基板素材が使用できる。例えば、基板としては、ガラス基板、結晶性または非結晶性シリコーン基板または石英基板などの無機基板やプラスチック基板などが使用できる。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）基板などのポリエステル基板；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が使用できるが、これらに限定されるものではない。このような基板の厚さは、特に限定されず、好適な範囲で選択できる。
一例において、前記基板としては、光学的非等方性のフィルムを適用することもできる。このような光学的非等方性を有するフィルムは、通常、機械的物性も非等方性であり、このような非等方性を活用してさらに優れた耐久性などを有する光変調デバイスを提供できる。
一例として、前記非等方性フィルムは、面内位相差が、約５００ｎｍ以上でありうる。前記面内位相差は、波長５５０ｎｍの光に対する値であり、下記数式Ａに規定される物理量である。前記位相差フィルムの面内位相差は、他の例として、６００ｎｍ以上、７００ｎｍ以上、８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以上、１２００ｎｍ以上、１３００ｎｍ以上、１４００ｎｍ以上、１５００ｎｍ以上、２０００ｎｍ以上、２５００ｎｍ以上、３０００ｎｍ以上、３５００ｎｍ以上、４０００ｎｍ以上、４５００ｎｍ以上、５０００ｎｍ以上、５５００ｎｍ以上、６０００ｎｍ以上、６５００ｎｍ以上、７０００ｎｍ以上、７５００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以上、８５００ｎｍ以上、９０００ｎｍ以上または９５００ｎｍ以上であるか、１０００００ｎｍ以下、９００００ｎｍ以下、８００００ｎｍ以下、７００００ｎｍ以下、６００００ｎｍ以下、５００００ｎｍ以下、４００００ｎｍ以下、３００００ｎｍ以下、２００００ｎｍ以下、１５０００ｎｍ以下、１４０００ｎｍ以下、１３０００ｎｍ以下、１２０００ｎｍ以下、１００００ｎｍ以下、９５００ｎｍ以下、９０００ｎｍ以下、８５００ｎｍ以下、８０００ｎｍ以下、７５００ｎｍ以下、７０００ｎｍ以下、６５００ｎｍ以下、６０００ｎｍ以下、５５００ｎｍ以下、５０００ｎｍ以下または４５００ｎｍ以下程度であってもよい。
基板に適用できる前記フィルムの具体的な種類は、前記言及した範囲の面内位相差を示す限り、特に限定されない。例えば、延伸により光学的異方性を付与した異方性高分子フィルムなどが適用可能である。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、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））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、ポリエステルフィルムまたはポリカーボネート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挙げられる。
一例において、前記フィルムとしては、ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムなどのようなポリエステルフィルムが適用可能である。すなわち、前述した範囲の面内位相差を示すフィルムは、当業界において公知となっており、高分子フィルムの場合、前記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、製造過程での延伸などにより機械的物性も非対称性を示す。当業界に公知となったこのような位相差フィルムの代表的な例としては、延伸ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムなどのような延伸ポリエステルフィルムである。
したがって、一例において、前記フィルムとしては、ＰＥＴフィルムのようなポリエステルフィルムを適用できるが、本出願において基板に適用可能なフィルムの種類がこれらに限定されるものではない。
また、前記面内位相差は、下記数式Ａによる物理量である。
［数式Ａ］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ－ｎｙ）
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ－ｎｙ）
数式Ａで、Ｒｉｎは、面内位相差であり、ｎｘは、フィルムの遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、フィルムの進相軸方向の屈折率であり、ｄは、フィルムの厚さである。前記で遅相軸と進相軸の意味は、当業界において公知となっている。
前記非等方性フィルムが第１および第２基板に同時に適用される場合に、それら間の遅相軸が互いに平行または垂直となるように前記基板が配置されていてもよい。
前記基板の間に存在する光変調層は、外部シグナルの印加の有無によって、単独であるいは他の構成要素と連携して、光の透過度、反射度、ヘイズおよび／または色などを変更できる機能性層である。このような光変調層は、本明細書において能動光変調層と呼ばれる。
本明細書において外部シグナルとは、光変調層（例えば、液晶層）内に含まれる光変調物質（例えば、液晶化合物）の挙動に影響を与えることができる外部の要因、例えば電圧などの電気的シグナルを意味し得る。したがって、外部シグナルがない状態とは、外部で電気的シグナルの印加がない状態を意味し得る。前記外部信号がない状態は、初期状態とも呼ばれる。
本出願において光変調層の種類は、前記に記述した機能を有するものであれば、特に限定されず、公知の光変調層が適用可能である。前記光変調層は、例えば、液晶層、電気変色物質層、光変色物質層、電気泳動物質層または分散粒子配向層でありうる。
一例において、光変調層としては、前記液晶層が適用可能である。液晶層は、液晶化合物を含む層である。本明細書において用語「液晶層」の範囲には、液晶化合物を含んでいる層が全部含まれ、例えば、液晶化合物（液晶ホスト）と二色性染料を含むいわゆるゲストホスト層やキラルドーパントなどその他添加剤を液晶化合物と共に含む層も、本明細書において規定する液晶層の一種である。前記液晶層は、外部シグナルの印加の有無によって配向方向が変わるように形成された液晶化合物を含んでもよい。液晶化合物としては、外部シグナルの印加によってその配向方向が変更されうるものであれば、すべての種類の液晶化合物が使用できる。例えば、液晶化合物としては、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶化合物、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶化合物またはコレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶化合物などが使用できる。また、外部シグナルの印加によってその配向方向が変更されうるように、液晶化合物は、例えば重合性基または架橋性基を有しない化合物であるか、有するとしても、重合および架橋されない状態で存在する化合物でありうる。
一例において、光変調層としては、前記液晶層が適用可能である。液晶層は、液晶化合物を含む層である。本明細書において用語「液晶層」の範囲には、液晶化合物を含んでいる層が全部含まれ、例えば、液晶化合物（液晶ホスト）と二色性染料を含むいわゆるゲストホスト層やキラルドーパントなどその他添加剤を液晶化合物と共に含む層も、本明細書において規定する液晶層の一種である。前記液晶層は、外部シグナルの印加の有無によって配向方向が変わるように形成された液晶化合物を含んでもよい。液晶化合物としては、外部シグナルの印加によってその配向方向が変更されうるものであれば、すべての種類の液晶化合物が使用できる。例えば、液晶化合物としては、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶化合物、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶化合物またはコレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶化合物などが使用できる。また、外部シグナルの印加によってその配向方向が変更されうるように、液晶化合物は、例えば重合性基または架橋性基を有しない化合物であるか、有するとしても、重合および架橋されない状態で存在する化合物でありうる。
液晶層は、誘電率異方性が正数または負数の液晶化合物を含んでもよい。液晶の誘電率異方性の絶対値は、本出願の目的を考慮して適宜選択できる。用語「誘電率異方性△ε」は、液晶の水平誘電率ε／／と垂直誘電率ε⊥の差ε／／－ε⊥を意味し得る。本明細書において用語「水平誘電率ε／／」は、液晶分子のディレクターと印加電圧による電場の方向が実質的に水平となるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した誘電率値を意味し、垂直誘電率ε⊥は、液晶分子のディレクターと印加電圧による電場の方向が実質的に垂直となるように電圧を印加した状態で前記電場の方向に沿って測定した誘電率値を意味し得る。
例えば、前記液晶層の屈折率異方性△ｎは、０．０１～０．５の範囲内にありえる。前記屈折率異方性は、他の例として、０．０２以上、０．０３以上、０．０４以上、０．０５以上、０．０６以上、０．０７以上、０．０８以上または０．０８５以上であるか、０．４５以下、０．４以下、０．３５以下、０．３以下、０．２５以下、０．２以下、０．１５以下または０．１以下程度でありうる。液晶層の屈折率異方性は、目的に応じて選択されるものであり、前記に限定されるものではない。
液晶層の駆動モードは、例えば、ＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）モード、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ－Ｆｉｅｌｄ Ｗｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードまたはＲ－ＴＮ（Ｒｅｖｅｒｓｅｄ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどが挙げられる。
本出願の液晶層は、前記モードのうち少なくともツイスト（ｔｗｉｓｔｅｄ）配向を具現できるように設計（形成）されていてもよい。前記ツイスト配向は、液晶層内の液晶化合物が仮想のらせん軸を基準としてねじれた形態で配向された状態を意味し、このようなツイスト配向は、液晶層の液晶化合物が水平配向された状態、垂直配向された状態、傾斜配向された状態またはスプレー配向された状態で具現されてもよい。また、前記ツイスト配向は、液晶層の前記初期状態で具現されたり、あるいは外部シグナルが印加された状態で具現されることもできる。
一例として、前記液晶層は、少なくとも垂直配向状態および前記ツイスト配向状態の間をスイッチングできるように設計（形成）されていてもよい。例えば、前記二つの状態のうちいずれか一つの状態を初期状態で具現したり、外部シグナル（例えば、電圧などの電気的シグナル）が印加されると、他の状態にスイッチングされることができる。一例において、前記初期状態では、前記垂直配向状態が具現されてもよい。
本出願の光変調デバイスは、前記のような液晶層の配向状態（特に、前記垂直配向状態）が高温でも安定的に維持できるように設計可能である。
例えば、前記それぞれ第１表面と第２表面を有し、相互の第１表面が対向するように対向配置されている第１および第２基板と、前記第１および第２基板の間に存在する液晶層と、を含む光変調デバイスは、下記式１を満たすことができる。
［式１］
Ｔ２≦３×Ｔ１
Ｔ２≦３×Ｔ１
式１で、Ｔ１は、前記液晶層を垂直配向させ、直交偏光子の間に位置させた後に測定した初期透過率であり、Ｔ２は、前記Ｔ１の透過率を示す液晶層を垂直配向させた状態で１００℃で５分維持した後に、前記直交偏光子の間に位置させた後に測定した透過率である。
前記でＴ１とＴ２の単位は、％である。また、前記で初期透過率Ｔ１は、常温で測定し、透過率Ｔ２は、前記１００℃で５分間維持した後に、温度をそのまま１００℃に維持した状態で測定する。
また、前記透過率Ｔ１およびＴ２の測定波長は、可視光波長（３８０ｎｍ～７７０ｎｍ）である。
図１は、前記Ｔ１およびＴ２を確認する過程を示す図である。
図１のように、２枚の直交偏光子１０１、１０２の間に前記液晶層または光変調デバイス２００を位置させた状態で前記透過率Ｔ１およびＴ２を測定できる。この際、透過率は、図１に示されたように、２枚の直交偏光子１０１、１０２のうちいずれか一つの偏光子１０１側に光が入射（図１の矢印方向）するようにした後に、他の偏光子１０２側で測定した透過率である。
直交偏光子は、２枚の偏光子の光吸収軸が互いに垂直な状態を意味する。通常、２枚の偏光子のうち一つの偏光子の光吸収軸を固定した状態で他の一つの偏光子の光吸収軸を前記光吸収軸に対して回転させることによって透過率を測定するときに、最も低い透過率が現れる地点が２枚の偏光子の光吸収軸が互いに垂直な地点と見なす。
液晶層が垂直配向状態の場合に、図１のように、２枚の直交偏光子の間に位置し、透過率を測定すると、透過率は低く測定される。したがって、前記Ｔ１は、非常に低い数値で示される。液晶層が垂直配向された状態で高温で一定時間維持（１００℃で５分維持）される間、液晶層の垂直配向性が損傷したり、低下する場合に、前記で測定されるＴ２は、Ｔ１と比べて高く示される。前記Ｔ１およびＴ２を測定する過程で光変調デバイスの第１および／または第２基板が非等方性基板の場合に、当該基板の遅相軸を２枚の偏光子のうちいずれか一つの偏光子の光吸収軸と平行に配置する。
しかしながら、本出願の光変調デバイスでは、液晶層の配向性（特に垂直配向性）が高温でも安定的に維持できるので、前記Ｔ２は、Ｔ１の３倍以下（３×Ｔ１以下）になり得る。前記Ｔ２は、他の例として、Ｔ１の２．５倍以下（２．５×Ｔ１以下）、Ｔ１の２倍以下（２×Ｔ１以下）、Ｔ１の１．５倍以下（１．５×Ｔ１以下）またはＴ１の１倍以下（Ｔ１以下）程度であってもよい。前記Ｔ２の下限は、特に限定されず、一例として、Ｔ１の０．５倍以上（０．５×Ｔ１以上）、Ｔ１の０．７倍以上（０．７×Ｔ１以上）またはＴ１の０．９倍以上（０．９×Ｔ１以上）であってもよい。一例において、Ｔ１ とＴ２は、実質的に同じでもよい。
前記Ｔ２の具体的な数値は、特に限定されないが、一例として、２％以下程度でありうる。Ｔ２は、他の例として、１．８％以下、１．６％以下、１．４％以下、１．２％以下、１％以下、０．８％以下、０．６％以下、０．４％以下または０．２％以下程度でありうる。Ｔ２の下限は限定されず、例えば、Ｔ２は、０％以上でありうる。
前記Ｔ１とＴ２の測定方法は、実施例において具体的に記述する。
液晶層である光変調層は、前記液晶化合物を基本的に含み、必要な場合にさらなる成分も含んでもよい。
例えば、光変調層である液晶層は、液晶化合物と共にいわゆるキラルドーパント（ｃｈｉｒａｌ ｄｏｐａｎｔ）を含むこともできる。このようなキラルドーパントは、液晶化合物にらせん構造の配向、すなわち前記ツイスト配向を誘導できる。
キラルドーパント（Ｃｈｉｒａｌ ｄｏｐａｎｔ）としては、液晶性、例えば、ネマチック規則性を損傷させないで目的とする回転（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）を誘導できるものであれば、特に限定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ドーパントは、分子構造中にキラルリティ（ｃｈｉｒａｌｉｔｙ）を少なくとも含む必要がある。キラルドーパントは、例えば、一つまたは二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）などの軸不斉を有する光学活性部位（ａｘｉａｌｌｙ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ，ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ａｃｔｉｖｅ ｓｉｔｅ）を有する化合物が挙げられる。キラルドーパントは、例えば、分子量が１，５００以下の低分子化合物でありうる。キラルドーパントとしては、市販のキラルネマチック液晶、例えば、Ｍｅｒｃｋ社製の市販のキラルドーパント液晶Ｓ８１１またはＢＡＳＦ社のＬＣ７５６などが適用可能である。
キラルドーパントの比率も特に限定されないが、光変調層の厚さｄ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）と前記キラルドーパントの添加によって発生する液晶化合物のらせん構造のピッチ（前記ツイスト配向のピッチ）ｐの比率ｄ／ｐが後述するＫ値を満足させることができるように添加できる。
キラルドーパントが適用されたいわゆるツイスト配向の光変調層（液晶層）のピッチｐは、Ｗｅｄｇｅ ｃｅｌｌを利用した計測方法で測定でき、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 ８、２００８，７８９－７９１）に記載された方式で測定できる。また、キラルドーパントの含有量（重量％）は、１００／（ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｘｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）×ピッチ（ｎｍ）の数式によって計算され、目的とするピッチｐを考慮して適正比率で選択できる。
液晶層は、前記ツイスト配向のピッチｐと光変調層（液晶層）の厚さｄ（ｃｅｌｌ）の比率ｄ／ｐは、１未満になるように設計可能である。前記比率ｄ／ｐは、他の例として、０．９５以下、０．９以下、０．８５以下、０．８以下、０．７５以下、０．７以下、０．６５以下、０．６以下、０．５５以下、０．５以下、０．４５以下、０．４以下、０．３５以下、０．３以下、０．２５以下または０．２以下であるか、０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．２５以上、０．３以上、０．３５以上、０．４以上、０．４５以上または０．５以上程度であってもよい。
液晶層は、前記ツイスト配向のピッチｐが、１～１００μｍの範囲内となるように設計可能である。前記比率は、他の例として、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、１１μｍ以上、１２μｍ以上、１３μｍ以上、１４μｍ以上、１５μｍ以上、１６μｍ以上、１７μｍ以上、１８μｍ以上、１９μｍ以上または１９．５μｍ以上であるか、９５μｍ以下、９０μｍ以下、８５μｍ以下、８０μｍ以下、７５μｍ以下、７０μｍ以下、６５μｍ以下、６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下または２５μｍ以下程度であってもよい。
前記液晶層の厚さｄ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）は、０．５μｍ～５０μｍの範囲内にありえる。前記厚さｄ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）は、他の例として、１μｍ以上、１．５μｍ以上、２μｍ以上、２．５μｍ以上、３μｍ以上または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、９．５μｍ以上または１０μｍ以上であるか、４８μｍ以下、４６μｍ以下、４４μｍ以下、４２μｍ以下、３８μｍ以下、３６μｍ以下、３４μｍ以下、３２μｍ以下、３０μｍ以下、２８μｍ以下、２６μｍ以下、２４μｍ以下、２２μｍ以下、２０μｍ以下、１８μｍ以下、１６μｍ以下、１４μｍ以下、１２μｍ以下または１０μｍ以下程度であってもよい。
前記のような設計を通じて本出願の目的がより効率的に達成される光変調デバイスを提供できる。
前記光変調層（液晶層）には、その他必要なさらなる成分（例えば、二色性色素など）が含まれていてもよい。
光変調デバイスにおいて第１基板の第１表面上に接着剤層または粘着剤層を形成する場合に、当該粘着剤層または接着剤層の種類は、特に限定されないが、下記化学式１の化合物（以下、ケイ素化合物と呼ばれる）と配合されて、目的とする効果を発揮することが容易であるという観点から、シリコーン系粘着剤層またはシリコーン系接着剤層が適用可能である。例えば、当業界においていわゆるＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）またはＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）と公知となった多様な類型のシリコーン系粘着剤またはシリコーン系接着剤が存在し、このような粘着剤または接着剤は、後述するケイ素化合物を含む状態で液晶配向膜と組み合わせて液晶化合物の好適な配向を誘導できる。
すなわち、前記ケイ素化合物を含むシリコーン系粘着剤または接着剤が有する特有の表面特性は、液晶配向膜（特に、垂直配向膜）と組み合わせて目的に適した液晶化合物の配向状態を誘導できる。
前記シリコーン系粘着剤または接着剤は、硬化性シリコーン接着剤または粘着剤組成物（以下、単に硬化性シリコーン組成物と呼ぶ）の硬化物が使用できる。硬化性シリコーン組成物の種類は、特に限定されず、例えば加熱硬化性シリコーン組成物または紫外線硬化性シリコーン組成物が使用できる。
一例において、前記硬化性シリコーン組成物は、付加硬化性シリコーン組成物として、（１）分子中に二つ以上のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンおよび（２）分子中に二つ以上のケイ素結合水素原子を含有するオルガノポリシロキサンを含んでもよい。前記のようなシリコーン化合物は、例えば、白金触媒などの触媒の存在下で、付加反応により硬化物を形成できる。
前記（１）オルガノポリシロキサンは、シリコーン硬化物を構成する主成分として、１分子中に少なくとも二つのアルケニル基を含む。この際、アルケニル基の具体的な例には、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基またはヘプテニル基などが含まれ、このうち、ビニル基が通常適用されるが、これらに限定されるものではない。前記（１）オルガノポリシロキサンにおいて、前述したアルケニル基の結合位置は、特に限定されない。例えば、前記アルケニル基は、分子鎖の末端および／または分子鎖の側鎖に結合されていてもよい。また、前記（１）オルガノポリシロキサンにおいて、前述したアルケニルの他に含まれ得る置換基の種類としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基またはヘプチル基などのアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基またはナフチル基などのアリール基；ベンジル基またはフェネチル基などのアラルキル基；クロロメチル基、３－クロロプロピル基または３，３，３－トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換アルキル基などが挙げられ、これらのうち、メチル基またはフェニル基が通常適用されるが、これらに限定されるものではない。
前記（１）オルガノポリシロキサンの分子構造は、特に限定されず、例えば、直鎖状、分岐状、環状、網状または一部が分岐状を成す直鎖状などのように、いかなる形状でも有することができる。通常、前記のような分子構造のうち、特に直鎖状の分子構造を有するものが適用されるが、これに限定されるものではない。
前記（１）オルガノポリシロキサンのより具体的な例としては、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルビニルシロキサン－メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキサン基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキサン基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルビニルシロキサン－メチルフェニルシロキサン共重合体、Ｒ１
２ＳｉＯ２／２で表されるシロキサン単位とＲ１
２Ｒ２ＳｉＯ１／２で表されるシロキサン単位とＳｉＯ４／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ１
２Ｒ２ＳｉＯ１／２で表されるシロキサン単位とＳｉＯ４／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ１Ｒ２ＳｉＯ２／２で表されるシロキサン単位とＲ１ＳｉＯ３／２で表されるシロキサン単位またはＲ２ＳｉＯ３／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体および前記のうち二つ以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記で、Ｒ１は、アルケニル基以外の炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基またはヘプチル基などのアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基またはナフチル基などのアリール基；ベンジル基またはフェネチル基などのアラルキル基；クロロメチル基、３－クロロプロピル基または３，３，３－トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換アルキル基などでありうる。また、前記でＲ２は、アルケニル基であり、具体的には、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基またはヘプテニル基などでありうる。
前記付加硬化性シリコーン組成物において、（２）オルガノポリシロキサンは、前記（１）オルガノポリシロキサンを架橋させる役割を行うことができる。前記（２）オルガノポリシロキサンにおいて、水素原子の結合位置は、特に限定されず、例えば、分子鎖の末端および／または側鎖に結合されていてもよい。また、前記（２）オルガノポリシロキサンにおいて、前記ケイ素結合水素原子の他に含まれ得る置換基の種類は、特に限定されず、例えば、（１）オルガノポリシロキサンにおいて言及したような、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはハロゲン置換アルキル基などが挙げられ、これらのうち、通常、メチル基またはフェニル基が適用されるが、これらに限定されるものではない。
前記（２）オルガノポリシロキサンの分子構造は、特に限定されず、例えば、直鎖状、分岐状、環状、網状または一部が分岐状を成す直鎖状などのように、いかなる形状でも有することができる。前記のような分子構造のうち、通常、直鎖状の分子構造を有することが適用されるが、これらに限定されるものではない。
前記（２）オルガノポリシロキサンのより具体的な例としては、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルハイドロジェン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルハイドロジェンシロキサン－メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキサン基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキサン基封鎖ジメチルシロキサン－メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキサン基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、Ｒ１
３ＳｉＯ１／２で表されるシロキサン単位とＲ１
２ＨＳｉＯ１／２で表されるシロキサン単位とＳｉＯ４／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ１
２ＨＳｉＯ１／２で表されるシロキサン単位とＳｉＯ４／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ１ＨＳｉＯ２／２で表されるシロキサン単位とＲ１ＳｉＯ３／２で表されるシロキサン単位またはＨＳｉＯ３／２で表されるシロキサン単位を含むオルガノポリシロキサン共重合体および前記のうち二つ以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記で、Ｒ１は、アルケニル基以外の炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基またはヘプチル基などのアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基またはナフチル基などのアリール基；ベンジル基またはフェネチル基などのアラルキル基；クロロメチル基、３－クロロプロピル基または３，３，３－トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換アルキル基などでありうる。
前記（２）オルガノポリシロキサンの含有量は、好適な硬化が行われ得るほどに含まれると、特に限定されない。例えば、前記（２）オルガノポリシロキサンは、前述した（１）オルガノポリシロキサンに含まれる一つのアルケニル基に対して、ケイ素結合水素原子が０．５～１０個となる量で含まれ得る。このような範囲で硬化を十分に進行させ、耐熱性を確保できる。
前記付加硬化性シリコーン組成物は、硬化のための触媒として、白金または白金化合物をさらに含んでもよい。このような、白金または白金化合物の具体的な種類は、特に限定されない。触媒の比率も、好適な硬化が行われ得るレベルに調節すればよい。
前記付加硬化性シリコーン組成物は、貯蔵安定性、取り扱い性および作業性向上の観点から、必要な好適な添加剤を適正比率でさらに含むこともできる。
他の例として、前記シリコーン組成物は、縮合硬化性シリコーン組成物であり、例えば（ａ）アルコキシ基含有シロキサンポリマー；および（ｂ）水酸基含有シロキサンポリマーを含んでもよい。
前記（ａ）シロキサンポリマーは、例えば、下記化学式Ｉで表される化合物でありうる。
［化学式Ｉ］
Ｒ１ ａＲ２ ｂＳｉＯｃ（ＯＲ３）ｄ
Ｒ１ ａＲ２ ｂＳｉＯｃ（ＯＲ３）ｄ
化学式Ｉで、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、水素原子または置換あるいは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ３は、アルキル基を示し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３がそれぞれ複数個存在する場合には、互いに同じでも異なっていてもよく、ａおよびｂは、それぞれ独立して、０以上、１未満の数を示し、ａ＋ｂは、０超過、２未満の数を示し、ｃは、０超過、２未満の数を示し、ｄは、０超過、４未満の数を示し、ａ＋ｂ＋ｃ×２＋ｄは、４である。
化学式Ｉの定義において、一価炭化水素基は、例えば、炭素数１～８のアルキル基、フェニル基、ベンジル基またはトリル基などであってもよく、この際、炭素数１～８のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基またはオクチル基などでありうる。また、化学式１の定義において、一価炭化水素基は、例えば、ハロゲン、アミノ基、メルカプト基、イソシアネート基、グリシジル基、グリシドキシ基またはウレイド基などの公知の置換基で置換されていてもよい。
化学式Ｉの定義において、Ｒ３のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基またはブチル基などが挙げられる。アルキル基のうち、メチル基またはエチル基などが通常適用されるが、これらに限定されるものではない。
化学式Ｉのポリマーのうち、分岐状または３次架橋されたシロキサンポリマーが使用できる。また、この（ａ）シロキサンポリマーには、目的を損傷させない範囲内で、具体的には、脱アルコール反応を阻害しない範囲内で水酸基が残存していてもよい。
前記（ａ）シロキサンポリマーは、例えば、多官能のアルコキシシランまたは多官能クロロシランなどを加水分解および縮合させることによって製造できる。この分野における平均的技術者は、目的とする（ａ）シロキサンポリマーによって好適な多官能アルコキシシランまたはクロロシランを容易に選択でき、それを使用した加水分解および縮合反応の条件も、容易に制御することができる。一方、前記（ａ）シロキサンポリマーの製造時には、目的によって、好適な一官能のアルコキシシランを併用使用することもできる。
前記（ａ）シロキサンポリマーとしては、例えば、信越シリコーン社のＸ４０－９２２０またはＸ４０－９２２５、ＧＥ東レシリコーン社のＸＲ３１－Ｂ１４１０、ＸＲ３１－Ｂ０２７０またはＸＲ３１－Ｂ２７３３などのような、市販のオルガノシロキサンポリマーが使用できる。
前記縮合硬化性シリコーン組成物に含まれる、（ｂ）水酸基含有シロキサンポリマーとしては、例えば、下記化学式ＩＩで表される化合物が使用できる。
［化学式ＩＩ］
化学式ＩＩで、Ｒ４およびＲ５は、それぞれ独立して、水素原子または置換あるいは非置換の一価炭化水素基を示し、Ｒ４およびＲ５がそれぞれ複数個存在する場合には、これらは互いに同じでも異なっていてもよく、ｎは、５～２，０００の整数を示す。
化学式ＩＩの定義において、一価炭化水素基の具体的な種類としては、例えば、前記化学式Ｉの場合と同じ炭化水素基が挙げられる。
前記（ｂ）シロキサンポリマーは、例えば、ジアルコキシシランおよび／またはジクロロシランなどを加水分解および縮合させることによって製造できる。この分野における平均的技術者は、目的とする（ｂ）シロキサンポリマーによって好適なジアルコキシシランまたはジクロロシランを容易に選択でき、それを使用した加水分解および縮合反応の条件も、容易に制御することができる。前記のような（ｂ）シロキサンポリマーとしては、例えば、ＧＥ東レシリコーン社のＸＣ９６－７２３、ＹＦ－３８００、ＹＦ－３８０４などのような、市販の二官能オルガノシロキサンポリマーが使用できる。
前記に記述した付加硬化型あるいは縮合硬化型シリコーン組成物は、本出願において適用されるシリコーン粘着剤または接着剤を形成するための材料の一例である。すなわち、基本的に当業界においてＯＣＡまたはＯＣＲなどと知られたシリコーン粘着剤または接着剤が全部本出願において適用可能である。
前記粘着剤または接着剤あるいはそれを形成する硬化性組成物の類型は、特に限定されず、目的とする用途によって適宜選択できる。例えば、固状、半固状または液状の粘着剤または接着剤または硬化性組成物が使用できる。固状または半固状の粘着剤または接着剤または硬化性組成物は、接着対象が合着される前に硬化することができる。液状の粘着剤または接着剤または硬化性組成物は、いわゆる光学透明レジン（ＯＣＲ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）と呼ばれ、接着対象が合着された後に硬化することができる。一例によれば、前記粘着剤または接着剤または硬化性組成物としては、いわゆるポリジメチルシロキサン系（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌｏｘａｎｅ－ｂａｓｅｄ）粘着剤または接着剤または硬化性組成物またはポリメチルビニルシロキサン系（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｖｉｎｙｌ ｓｉｌｏｘａｎｅ－ｂａｓｅｄ）粘着剤または接着剤または硬化性組成物またはアルコキシシリコーン系（Ａｌｋｏｘｙ ｓｉｌｉｃｏｎｅ－ｂａｓｅｄ）粘着剤または接着剤または硬化性組成物などが使用できるが、これらに限定されるものではない。
前記シリコーン粘着剤層または接着剤層には、特定のケイ素化合物が含まれる。前記ケイ素化合物としては、下記化学式１の置換基を３個以上有する化合物が適用可能である。
このような化合物は、シリコーン粘着剤層または接着剤層の表面特性などを制御して液晶化合物の配向を効果的に形成および維持でき、このような配向が高温条件でも安定的に維持されるようにすることができる。
このような化合物は、シリコーン粘着剤層または接着剤層の表面特性などを制御して液晶化合物の配向を効果的に形成および維持でき、このような配向が高温条件でも安定的に維持されるようにすることができる。
［化学式１］
化学式１で、Ｒ１～Ｒ３は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基であり、かつ、Ｒ１～Ｒ３のうち少なくとも二つは、アルキル基でありうる。また、化学式１で、＊は、当該部位が連結されることを意味する。
化学式１で、アルキル基は、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基でありうる。このようなアルキル基は、任意に一つ以上の置換基により置換されているか、あるいは非置換のアルキル基でありうる。
一例において、前記化学式１のアルキル基は、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖状または分岐鎖状アルキル基であるか、直鎖状アルキル基でありうる。
一例として、化学式１のＲ１～Ｒ３のうちいずれか一つは、水素原子であり、残りの二つは、前記アルキル基でありうる。また、一例として、前記化学式１のＲ１～Ｒ３のうちいずれか一つは、水素原子であり、残りの二つは、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖状または分岐鎖状アルキル基であるか、直鎖状アルキル基であってもよく、このようなアルキル基は、任意に一つ以上の置換基で置換されているか、非置換アルキル基でありうる。
前記化学式１の置換基を３個以上有する化合物は、前記化学式１の置換基を３個～１０個、３個～９個、３個～８個、３個～７個、３個～６個、３個～５個または３個～４個含んでもよい。
前記化合物としては、前記化学式１の置換基を含む多様な種類の化合物が適用可能であり、一つの例示は、下記化学式２で表される化合物である。
［化学式２］
化学式２で、Ｒ４～Ｒ７は、それぞれ独立して、水素、アルキル基または前記化学式１の置換基であり、かつ、Ｒ４～Ｒ７のうち３個以上または全部は、前記化学式１の置換基である。
化学式２で、アルキル基は、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基でありうる。このようなアルキル基は、任意に一つ以上の置換基により置換されているか、あるいは非置換のアルキル基でありうる。
一例において、前記化学式２のアルキル基は、炭素数１～２０、炭素数１～１６、炭素数１～１２、炭素数１～８または炭素数１～４の直鎖状または分岐鎖状アルキル基であるか、直鎖状アルキル基でありうる。
シリコーン粘着剤層または接着剤層内で前記化学式１の置換基を３個以上有する化合物（ケイ素化合物）の比率は、特に限定されないが、前記比率は、１～５０重量％の範囲内で調節できる。前記比率は、他の例として、２重量％以上、３重量％以上、４重量％以上、５重量％以上、６重量％以上、７重量％以上、８重量％以上、９重量％以上、１０重量％以上、１１重量％以上、１２重量％以上、１３重量％以上、１４重量％以上または１５重量％以上であるか、４９重量％以下、４８重量％以下、４７重量％以下、４６重量％以下、４５重量％以下、４４重量％以下、４３重量％以下、４２重量％以下、４１重量％以下、３０重量％以下、３９重量％以下、３８重量％以下、３７重量％以下、３６重量％以下、３５重量％以下、３４重量％以下、３３重量％以下、３２重量％以下、３１重量％以下、３０重量％以下、２９重量％以下、２８重量％以下、２７重量％以下、２６重量％以下、２５重量％以下、２４重量％以下、２３重量％以下、２２重量％以下、２１重量％以下、２０重量％以下、１９重量％以下、１８重量％以下、１７重量％以下、１６重量％以下、１５重量％以下、１４重量％以下、１３重量％以下、１２重量％以下、１１重量％以下または１０重量％以下程度であってもよい。前記比率の範囲で目的とする液晶化合物の配向性および高温安定性をより効果的に確保できる。
一例として、前記化学式１の置換基を有する化合物（ケイ素化合物）は、下記数式１によるＫ値が２μｍ以上になるように選択および適用可能である。
［数式１］
Ｋ＝Ａ×Ｂ×Ｄ
Ｋ＝Ａ×Ｂ×Ｄ
数式１で、Ａは、下記数式２によって定められる値であり、Ｂは、化学式１の置換基を３個以上有する化合物（ケイ素化合物）が含む前記化学式１の置換基の数であり、Ｄは、シリコーン粘着剤層または接着剤層の厚さである。前記でシリコーン粘着剤層または接着剤層の厚さＤの単位は、μｍである。
［数式２］
Ａ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｏ）
Ａ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｏ）
数式２で、Ｓは、シリコーン粘着剤層または接着剤層に含まれた化学式１の置換基を３個以上有する化合物（ケイ素化合物）の重さであり、Ｏは、前記化学式１の置換基を３個以上有する化合物を除いた前記粘着剤層または接着剤層の重さである。前記ＳおよびＯの重さの単位は、互いに同一であれば、多様な単位が使用できるが、一般的には、ｇが適用される。
前記数式１のＫ値は、他の例として、２．５以上または３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４．５以下程度でありうる。このような範囲内で目的とする液晶化合物の配向と高温配向安定性をより安定的に確保できる。
前記数式１で、Ａは、例えば、０．０１～０．５の範囲内にありえる。前記Ａは、他の例として、０．０２以上、０．０３以上、０．０４以上、０．０５以上、０．０６以上、０．０７以上、０．０８以上、０．０９以上、０．１０以上、０．１１以上、０．１２以上、０．１３以上、０．１４以上または０．１５以上であるか、０．４９以下、０．４８以下、０．４７以下、０．４６以下、０．４５以下、０．４４以下、０．４３以下、０．４２以下、０．４１以下、０．３９以下、０．３８以下、０．３７以下、０．３６以下、０．３５以下、０．３４以下、０．３３以下、０．３２以下、０．３１以下、０．３０以下、０．２９以下、０．２８以下、０．２７以下、０．２６以下、０．２５以下、０．２４以下、０．２３以下、０．２２以下、０．２１以下、０．２０以下、０．１９以下、０．１８以下、０．１７以下、０．１６以下、０．１５以下、０．１４以下、０．１３以下、０．１２以下、０．１１以下または０．１０以下程度であってもよい。前記比率の範囲で目的とする液晶化合物の配向性および高温安定性をより効果的に確保できる。このような範囲内で目的とする液晶化合物の配向と高温配向安定性をより安定的に確保できる。
前記数式１のＤ、すなわち前記シリコーン粘着剤層または接着剤層の厚さは、例えば、０．５μｍ～５０μｍの範囲内にありえる。前記厚さｄ（ｃｅｌｌ ｇａｐ）は、他の例として、１μｍ以上、１．５μｍ以上、２μｍ以上、２．５μｍ以上、３μｍ以上または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、９．５μｍ以上または１０μｍ以上であるか、４８μｍ以下、４６μｍ以下、４４μｍ以下、４２μｍ以下、３８μｍ以下、３６μｍ以下、３４μｍ以下、３２μｍ以下、３０μｍ以下、２８μｍ以下、２６μｍ以下、２４μｍ以下、２２μｍ以下、２０μｍ以下、１８μｍ以下、１６μｍ以下、１４μｍ以下、１２μｍ以下または１０μｍ以下程度であってもよい。このような範囲内で目的とする液晶化合物の配向と高温配向安定性をより安定的に確保できる。
第１基板の第１表面に前記のような粘着剤層または接着剤層が形成される場合に、第１基板には、液晶配向膜は形成されなくてもよい。
光変調デバイスにおいて第２基板の第１表面上に形成されてもよい液晶配向膜の種類は、特に限定されない。前記配向膜としては、目的とする初期配向などを考慮して公知の垂直あるいは水平配向膜やその他配向膜を適用できる。配向膜の類型も、ラビング配向膜のような接触式配向膜や、光配向膜のような非接触式配向膜が適用可能である。一例において、前記配向膜としては、垂直配向膜が使用できる。例えば、垂直配向膜と前述した粘着剤層または接着剤層の組み合わせは、多様な用途に適した液晶化合物の配向状態を誘導できる。
光変調層である液晶層において前記液晶配向膜および／または粘着剤層または接着剤層と液晶配向膜により形成される、液晶化合物の初期配向は、垂直配向、水平配向、傾斜配向またはスプレー配向でありうる。また、前記垂直配向、水平配向、傾斜配向状態またはスプレー配向状態で液晶化合物は、ツイストされて、前記ツイスト配向またはコレステリック配向状態で存在したり、そうでなくてもよい。前記初期配向は、前述した初期状態での液晶化合物の配向を意味する。
前記水平配向、傾斜配向、垂直配向またはスプレー配向の意味は、当業界において公知となった通りである。光変調層の液晶化合物は、初期状態で前記水平配向、傾斜配向、垂直配向またはスプレー配向の状態を維持し、外部シグナルによってそれとは異なる配向状態に変更されうる。
一例において、前記光変調層における液晶化合物の初期配向は、垂直配向または垂直配向と類似した配向状態であり、外部シグナルの印加時に前記ツイスト配向が具現されてもよい。このような配向状態は、前記液晶配向膜として垂直配向膜を適用することによって得られる。このような配向は、いわゆるＲ－ＴＮ（Ｒｅｖｅｒｓｅｄ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）配向を具現する素子において有用である。
前記垂直配向または垂直配向と類似した配向状態で光変調層の面内位相差（波長５５０ｎｍ基準）は、例えば、約３０ｎｍ以下、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下または５ｎｍ以下であるか、０ｎｍ以上または０ｎｍ超過でありうる。
前記面内位相差は、前記数式２によって求められ、この場合、数式２で、ｎｘ、ｎｙおよびｄは、それぞれ光変調層の遅相軸方向の屈折率、進相軸方向の屈折率および厚さである。
光変調デバイスは、前記第１および第２基板の間隔（ｓｐａｃｅｒ）を維持するスペーサーをさらに含んでもよい。スペーサーとしては、通常的に適用されるスペーサーであり、ボールスペーサー、カラムスペーサーまたは隔壁型スペーサーあるいは前記のうち二つ以上の組み合わせが適用可能である。好適な例として、前記スペーサーとしては、前記隔壁型スペーサーが使用でき、特に前記隔壁が少なくとも一つの閉図形を形成している隔壁型スペーサーが適用可能である。前記隔壁型スペーサーが形成する閉図形としては、六角形（例えば、正六角形など）や四角形（例えば、正方形または矩形）が挙げられる。前記閉図形が六角形、特に正六角形である隔壁型スペーサーは、いわゆるハニカム（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）型スペーサーとも呼ばれる。このようなハニカム型または四角形の隔壁型スペーサーは、公知のように、基板上に形成された隔壁型スペーサーの形態を基板の法線方向から観察したとき、前記隔壁型スペーサーにより形成される図形がハニカム型または四角形である場合を意味する。前記ハニカム型は、通常、正六角形の組み合わせからなり、四角形の場合、正方形、矩形または正方形と矩形の組み合わせなどがありえる。第１および第２基板間の付着力を考慮して、スペーサーとしては、隔壁型スペーサーを適用できるが、これらに限定されるものではない。
スペーサーのピッチなども、目的とする付着力やセルギャップの維持効率などを考慮して適宜選択できる。例えば、隔壁型スペーサーが適用される場合、前記隔壁型スペーサーのピッチが５０μｍ～２，０００μｍの範囲内でありうる。隔壁型スペーサーにおいてピッチを求める方式は公知となっている。例えば、隔壁型スペーサーがハニカム型であれば、前記ハニカムを成す六角形において向かい合う辺の間隔を通じてピッチを求め、四角形である場合に、四角形の辺の長さを通じてピッチを求める。前記ハニカムを成す六角形において向かい合う辺の間隔や、四角形の辺の長さが一定でない場合には、それらの平均値をピッチと規定することができる。
前記隔壁型スペーサーが閉図形を構成する場合に、例えば、前記閉図形の面積（すなわち、例えば、六角形や四角形の面積）は、例えば、約１～２００ｍｍ２の範囲内でありうる。隔壁型スペーサーにより複数の閉図形が形成され、当該閉図形の面積がそれぞれ異なる場合には、前記面積は算術平均値である。
前記隔壁型スペーサーの線幅、例えば、前記ハニカムを成す六角形や四角形の各辺の幅は、例えば、約５μｍ～５０μｍの範囲内にありえる。前記線幅は、他の例として、約１０μｍ以上または１５μｍ以上であるか、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下または２０μｍ以下程度であってもよい。
前記のような範囲でセルギャップが適切に維持され、基板間の付着力も良好に維持できる。例えば、第１基板に前記粘着剤層または接着剤層が形成される場合に、隔壁型スペーサーとの組み合わせは、非常に優れた基板間の接着力を付与できる。
前記光変調デバイスの各基板には、光変調層に外部シグナルを印加するための構成要素として、電極層が形成されていてもよい。例えば、第１基板において第１表面と前記機能性層（液晶配向膜、粘着剤または接着剤層の間（図２で１００と１００１の間））および／または第２基板において第１表面と液晶配向膜の間（図２で２００と２００１の間）（スペーサーが存在する場合、スペーサーおよび配向膜の間）には電極層が存在できる。第２基板の場合、第１表面にまず電極層を形成し、その上部にスペーサーおよび配向膜を順次形成することが一般的であるから、スペーサーが存在する場合、電極層は、第２基板の第１表面とスペーサーおよび配向膜の間に位置してもよい。
電極層としては、公知の透明電極層が適用可能であり、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）などの金属酸化物層が前記電極層に使用できる。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、これを限定せずに適用できる。
光変調デバイスは、前記光変調デバイスを基本的に含み、必要に応じてさらなる他の構成を含むこともできる。すなわち、駆動モードによっては、前記光変調デバイス単独でも、前述した透過、遮断、高反射および／または低反射モードの具現およびそれら間のスイッチングが可能であるが、このようなモードの具現またはスイッチングを容易にするために、さらなる構成を含むことも可能である。
例えば、前記デバイスは、前記光変調デバイスの一側または両側に配置された偏光層（受動偏光層）をさらに含んでもよい。図３は、前記構造の例示であり、図２の構造において光変調デバイスの一面にのみ偏光層４００が配置された場合であり、図４は、図２の構造において光変調デバイスの両面に偏光層４００が配置された場合である。また、スペーサーとして前記隔壁型スペーサーが適用され、その形態が四角形（正方形または矩形）の場合に、前記四角形の辺と前記偏光層の吸収軸は、互いに実質的に垂直または水平を成すように配置されることが好適である。
用語「偏光層」は、自然光または非偏光を偏光に変化させる素子を意味し得る。一例において、前記偏光層は、直線偏光層でありうる。直線偏光層は、選択的に透過する光がいずれか一つの方向に振動する直線偏光であり、選択的に吸収または反射する光が前記線偏光の振動方向と直交する方向に振動する直線偏光である場合を意味する。すなわち、前記直線偏光層は、面方向に互いに直交する透過軸および吸収軸または反射軸を有することができる。
前記偏光層は、吸収型偏光層または反射型偏光層でありうる。前記吸収型偏光層としては、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））延伸フィルムなどのような高分子延伸フィルムにヨードを染着した偏光層または配向された状態で重合された液晶をホストとし、前記液晶の配向によって配列された二色性染料をゲストとするゲスト－ホスト型偏光層が使用できるが、これらに限定されるものではない。
前記反射型偏光層としては、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層やＬＬＣ（Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）のような液晶化合物をコーティングして形成される反射型偏光層が使用できるが、これらに限定されるものではない。
図４のように、光変調デバイスの両側共に前記偏光層が配置された構造であってもよい。このような場合に、前記両側に配置された偏光層の透過軸が成す角度は、８５度～９５度の範囲内または略垂直でありうる。
一例として、前記光学デバイスは、偏光層を含まずに構成されることもできる。例えば、前記液晶層にさらなる成分として二色性染料を配合した後に、偏光層を適用せずに、光学デバイスが構成されることもできる。
光変調デバイスは、前記構成にさらに必要な他の構成を含んでもよい。
例えば、光変調デバイスは、下記数式３の屈折率の関係を満たす光学異方性フィルムをさらに含んでもよい。このようなフィルムは、基板や、光変調層を光学的に補償して、前記デバイスの性能をより改善できる。
［数式３］
ｎｚ＜ｎｙ
ｎｚ＜ｎｙ
数式３で、ｎｙは、光学異方性フィルムの進相軸方向の波長５５０ｎｍに対する屈折率であり、ｎｚは、光学異方性フィルムの厚さ方向の波長５５０ｎｍに対する屈折率である。
前記数式３の関係を満たす光学異方性フィルムは、いわゆるネガティブ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）Ｃプレートの性質を示すフィルムである。
このような光学異方性フィルムの厚さ方向位相差は、例えば、波長５５０ｎｍを基準として０ｎｍ未満から－６００ｎｍ以上の範囲内でありうる。前記光学異方性フィルムは、光学デバイス内に１層または２層以上存在することもできるが、前記厚さ方向位相差は、光学異方性フィルムが１層存在する場合には、当該１層のフィルムの厚さ方向位相差であり、２層以上複数個存在する場合には、モードフィルムの厚さ方向位相差の合計である。
また、前記厚さ方向位相差は、下記数式４によって定められる物理量である。
［数式４］
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ－ｎｙ）
Ｒｔｈ＝ｄ×（ｎｚ－ｎｙ）
数式４で、Ｒｔｈは、厚さ方向位相差であり、ｎｚは、フィルムの厚さ方向の屈折率であり、ｎｙは、フィルムの進相軸方向の屈折率であり、ｄは、フィルムの厚さである。前記で厚さ方向と進相軸の意味は、当業界において公知となっている。
前記光学異方性フィルムとしては、公知の位相差フィルムであり、前記数式３を満たすフィルムを適用でき、当業界では、このような種類のフィルムとして、例えば、延伸高分子フィルムや液晶フィルムなどが多様に知られている。
前記光学異方性フィルムは、第１および／または第２基板に存在できるが、例えば、第１および／または第２基板の第１表面上に形成されてもよい。この際、光学異方性フィルムは、第１および／または２基板と光変調層の間に存在でき、前記第１表面上に液晶配向膜や前記粘着剤層または接着剤層（液晶配向膜など）が形成される場合には、第１および／または２基板と前記液晶配向膜などの間に形成されてもよく、前記第１表面上に電極層が形成される場合には、第１および／または第２基板と前記電極層の間に形成されることもできる。
光変調デバイスは、前記構成の他にも、必要な場合に他の構成を含むこともできる。例えば、前記第１基板の第１表面上に形成される粘着剤層または接着剤層の他に、他の構成要素を付着させるための粘着剤層や接着剤層、ハードコーティングフィルム、反射防止フィルムおよび／またはＮＩＲ（Ｎｅａｒ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ）遮断（ｃｕｔ）層などのように、光変調デバイスの駆動または使用に必要な任意の他の構成を追加してもよい。
前記光変調デバイスを製造する方式は、特に限定されず、各構成要素として前記要素が適用されること以外には、公知の方式を通じて前記デバイスを製造できる。
このような光学デバイスは、多様な用途に使用でき、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）などのアイウェア類、建物の外壁や車両用サンルーフなどに使用できる。本出願は、光変調装置を含む窓および光変調装置を含むサンルーフを提供することができる。
本出願は、オートクレーブ工程などのように圧力が加えられるカプセル化工程後にも、設計された光学特性を安定的に維持できる光変調デバイス、光学デバイスまたはその製造方法を提供できる。また、本出願は、上下基板間の接着力を効果的に確保しつつ、光変調層の配向状態も安定的に維持できる光変調デバイス、それを含む光学デバイスまたはその製造方法を提供できる。
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って限定されるものではない。
１．透過率の測定
実施例または比較例で製造された光変調デバイスに対して透過率Ｔ１およびＴ２を測定した。測定に適用された光変調デバイスは、第１および第２基板の第２表面にＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））偏光層を付着する前のデバイスである。また、実施例または比較例の光変調デバイスは、初期配向が垂直配向になるように構成したデバイスであるから、別途の電源を印加せず、透過率Ｔ１およびＴ２を測定した。
実施例または比較例で製造された光変調デバイスに対して透過率Ｔ１およびＴ２を測定した。測定に適用された光変調デバイスは、第１および第２基板の第２表面にＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））偏光層を付着する前のデバイスである。また、実施例または比較例の光変調デバイスは、初期配向が垂直配向になるように構成したデバイスであるから、別途の電源を印加せず、透過率Ｔ１およびＴ２を測定した。
オリンパスＢＸ５１偏光顕微鏡に内蔵された偏光子の光吸収軸が互いに直交するように設定し、顕微鏡のメタルハライド光源をオンとした後に、Ｌｉｎｋａｍ ＬＴＳ４２０ ｈｏｔ ｓｔａｇｅを顕微鏡ステージ上に設置した。前記Ｌｉｎｋａｍ ＬＴＳ４２０ ｈｏｔ ｓｔａｇｅ上にサンプル（前記光変調デバイス）を位置させた。この際、光変調デバイスの基板の遅相軸は、ＢＸ５１偏光顕微鏡に内蔵される偏光子のうち一つの偏光子の光吸収軸と平行にした。前記状態で透過率Ｔ１を測定した。透過率は、ＳｔｅｌｌａｒＮｅｔ社のＢｌｕｅ－Ｗａｖｅ、ＵＶＮ分光器を顕微鏡に設置して測定し、測定波長は、可視光の波長範囲（約３８０ｎｍ～７７０ｎｍ）に設定した。
透過率Ｔ１を測定した後に、前記Ｌｉｎｋａｍ ＬＴＳ４２０ ｈｏｔ ｓｔａｇｅの温度を１００℃に設定し、その状態で５分間維持した。
前記高温条件で維持した後に、透過率Ｔ１と同じ方法で透過率Ｔ２を測定した。ただし、透過率Ｔ２は、Ｌｉｎｋａｍ ＬＴＳ４２０ ｈｏｔ ｓｔａｇｅを使用して１００℃で５分間維持直後に温度をそのまま維持した状態で測定した。
２．位相差の評価
フィルムの面内位相差値（Ｒｉｎ）は、Ａｇｉｌｅｎｔ社のＵＶ／ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ ８４５３装備を利用して波長５５０ｎｍの光に対して測定した。ＵＶ／ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ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度を成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の条件は、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、同一なので、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値の直線傾向線を求め、数式５５０ｎｍに対するＲ値を算定する。直線傾向線の関数は、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値が波長５５０ｎｍの光に対するＲｉｎ値である。
フィルムの面内位相差値（Ｒｉｎ）は、Ａｇｉｌｅｎｔ社のＵＶ／ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ ８４５３装備を利用して波長５５０ｎｍの光に対して測定した。ＵＶ／ＶＩＳ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ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度を成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の条件は、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、同一なので、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値の直線傾向線を求め、数式５５０ｎｍに対するＲ値を算定する。直線傾向線の関数は、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値が波長５５０ｎｍの光に対するＲｉｎ値である。
［数式Ａ］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（２πＲ／λ）］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（２πＲ／λ）］
［数式Ｂ］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（（２ｎ＋１）π／２）］
Ｔ＝ｓｉｎ２［（（２ｎ＋１）π／２）］
［数式Ｃ］
ｎ＝（λｎ－３λｎ＋１）／（２λｎ＋１＋１－２λｎ）
ｎ＝（λｎ－３λｎ＋１）／（２λｎ＋１＋１－２λｎ）
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。
３．厚さの評価
液晶層とシリコーン粘着剤層の厚さは、測定装備（Ｆ２０、Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃ社製）を使用して確認した。前記で液晶層の厚さは、ｃｅｌｌ ｇａｐであり、スペーサーの高さを通じて確認した。
液晶層とシリコーン粘着剤層の厚さは、測定装備（Ｆ２０、Ｆｉｌｍｅｔｒｉｃ社製）を使用して確認した。前記で液晶層の厚さは、ｃｅｌｌ ｇａｐであり、スペーサーの高さを通じて確認した。
実施例１．
光変調デバイスの製造
光変調デバイスの第１基板として、一面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極層が蒸着されている厚さ１４５μｍ程度のＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルム（ＳＫＣ、高延伸ＰＥＴ製品）を使用した。前記ＰＥＴフィルムの面内位相差（５５０ｎｍ）は、略１０，０００ｎｍ程度であった。前記ＰＥＴフィルムのＩＴＯ電極層の表面にシリコーン粘着剤層を形成した。
光変調デバイスの製造
光変調デバイスの第１基板として、一面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極層が蒸着されている厚さ１４５μｍ程度のＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルム（ＳＫＣ、高延伸ＰＥＴ製品）を使用した。前記ＰＥＴフィルムの面内位相差（５５０ｎｍ）は、略１０，０００ｎｍ程度であった。前記ＰＥＴフィルムのＩＴＯ電極層の表面にシリコーン粘着剤層を形成した。
前記シリコーン粘着剤層は、溶媒であるトルエンにシリコーン粘着剤前駆体が約６０重量％の固形分の濃度で溶解しているシリコーン粘着剤前駆体溶液（Ｓｈｉｎ－Ｅｔｓｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製、ＫＲ－３７００）に触媒（Ｓｈｉｎ－Ｅｔｓｕ、ＣＡＴ－ＰＬ－５６）および下記化学式Ａの化合物を添加して製造した粘着剤溶液を前記ＩＴＯ層上にバーコーティングし、約１５０℃程度で５分間維持して、８μｍ程度の厚さで形成した。前記でシリコーン粘着剤前駆体、触媒および化学式Ａの化合物の重量比（前駆体（溶媒除外）：触媒：化学式Ａの化合物）は、６０：０．５：６．７である。
前記粘着剤溶液内でシリコーン粘着剤前駆体（Ｓｈｉｎ－Ｅｔｓｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製、ＫＲ－３７００）、触媒（Ｓｈｉｎ－Ｅｔｓｕ，ＣＡＴ－ＰＬ－５６）および化学式Ａの化合物の重量比は、約６０：０．５：６．７であるから、形成された粘着剤層内で下記数式２によるＡ値は、約０．１である。
第２基板として、第１表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層が蒸着されている厚さ８０μｍ程度のＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルム（Ｔｏｙｏｂｏ製、ＳＲＦ製品）を使用した。前記ＰＥＴフィルムの面内位相差（５５０ｎｍ）は、略９，０００程度であった。前記ＰＥＴフィルムのＩＴＯ層上に四角形の隔壁型スペーサーとして、ピッチが約３５０μｍ程度であり、線幅が約１０μｍ程度であり、高さが６μｍ程度である隔壁型スペーサーを約９％の面積比（全体基板面積のうちスペーサーが占める面積の比率）で形成した。前記スペーサー上に垂直配向膜（５６６１ＬＢ３，Ｎｉｓｓａｎ社）を形成した。前記配向膜は、前記配向膜材料（５６６１ＬＢ３、Ｎｉｓｓａｎ社）を溶媒に約２．２重量％の固形分を有するように希釈し、＃２バーコーティング後に１００℃で１０分程度維持して形成した。前記垂直配向膜は、一方向にラビング処理して形成した。前記ラビング方向は、第２基板の遅相軸方向に垂直となるようにした。
次に、前記第２基板の垂直配向膜の表面に液晶組成物をコーティングし、前記第１基板の粘着剤層を前記液晶組成物のコーティングされた面と対向するようにしてラミネートした。この際、第１および第２基板の遅相軸は、互いに平行するように位置を調節した。
前記で液晶組成物としては、液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ、ＭＡＴ－１９－１２０５）およびキラルドーパント（Ｍｅｒｃｋ、Ｓ８１１）を含む組成物を使用した。前記キラルドーパントの含有量は、ツイスト配向のピッチ（キラルピッチ）ｐが約２０μｍ程度になるように調節した。
次に、前記第１および第２基板の第２表面にそれぞれＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ））偏光層を付着した。この際、前記第２基板に付着したＰＶＡ偏光層の吸収軸は、第２基板の遅相軸に垂直となるようにし、第１基板に付着したＰＶＡ偏光層の吸収軸は、第１基板の遅相軸に水平となるようにした。
［数式２］
Ａ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｏ）
Ａ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｏ）
数式２で、Ｓは、粘着剤層内のケイ素化合物（実施例１の場合、化学式Ａの化合物）の重さであり、Ｏは、前記ケイ素化合物を除いた粘着剤層の重さである。
［化学式Ａ］
実施例２．
シリコーン粘着剤層の厚さを約１０μｍ程度で形成したことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
シリコーン粘着剤層の厚さを約１０μｍ程度で形成したことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
実施例３．
数式２のＡ値が約０．１２５になるように化学式Ａの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約６μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
数式２のＡ値が約０．１２５になるように化学式Ａの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約６μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
実施例４．
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｂの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｂの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約８μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｂの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｂの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約８μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
［化学式Ｂ］
比較例１．
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｃの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｃの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約４μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｃの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｃの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約４μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
［化学式Ｃ］
比較例２．
化学式Ａの化合物の代わりに比較例１の化学式Ｃの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｃの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１５μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに比較例１の化学式Ｃの化合物を適用し、数式２のＡ値が約０．１５になるように前記化学式Ｃの化合物の比率を調節し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１５μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
比較例３．
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｄの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約５μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｄの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約５μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
［化学式Ｄ］
比較例４．
化学式Ａの化合物の代わりに比較例３の化学式Ｄの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１２μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに比較例３の化学式Ｄの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１２μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
比較例５．
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｅの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約３．６μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに化学式Ｅの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約３．６μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
［化学式Ｅ］
比較例６．
化学式Ａの化合物の代わりに比較例５の化学式Ｅの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１４μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
化学式Ａの化合物の代わりに比較例５の化学式Ｅの化合物を適用し、シリコーン粘着剤層の厚さが約１４μｍ程度になるようにしたことを除いては、実施例１と同一に光変調デバイスを製作した。
前記実施例および比較例の粘着剤層に対するＫ値を下記表１および表２に整理して記載した。
前記実施例および比較例の光変調デバイスに対して前記確認した透過率Ｔ１およびＴ２を下記表３に整理して記載した。
表３の結果から、本出願による光変調デバイスは、高温維持前後に設計された液晶配向性（垂直配向性）が安定的に維持されて、透過率Ｔ１およびＴ２が同一に測定されることを確認できる。光変調デバイスの高温での垂直配向性を他の方式でさらに確認した。垂直配向性は、光変調デバイスの一側で光を照射しつつ、前記デバイスに外部シグナルを印加しない状態で温度調節装置（ＬＴＳ－３５０、Ｌｉｎｋａｍ）を使用して前記デバイスの周辺温度を変化させることによって評価した。光変調層の両側に直交偏光層が配置されている状態であるから、垂直配向が適切に維持されると、前記光が照射される側とは反対側の光変調デバイスにおいて光漏れが誘発されない。前記デバイスの温度を１００℃に維持した状態で前記方式で垂直配向性を評価し、その結果を下記表４に整理した。下記表４で、Ｐは、光漏れが発生しない場合（垂直配向が安定的に維持される場合）であり、Ｎは、光漏れが発生した場合（垂直配向状態が維持されない場合）である。
表４に整理されたように、実施例のデバイスは、高温でも初期状態の垂直配向が安定的に維持されて、光漏れが発生しなかったが、比較例のデバイスが高温で垂直配向状態が壊れて、光漏れが発生することが観測された。
図５は、実施例１に対して前記光漏れを評価した結果であり、図６は、比較例１に対する結果である。
Claims (19)
- それぞれ第１表面と第２表面を有し、相互の第１表面が対向するように対向配置されている第１基板および第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板の間に存在する液晶層と、を含み、
下記式１を満たす光変調デバイス：
［式１］
Ｔ２≦３×Ｔ１
式１で、Ｔ１は、前記液晶層を垂直配向させ、直交偏光子の間に位置させた後に測定した初期透過率であり、Ｔ２は、前記Ｔ１の透過率を示す前記液晶層を垂直配向させた状態で１００℃で５分維持した後に、前記直交偏光子の間に位置させた後に測定した透過率である。 - 透過率Ｔ２が２％以下である、請求項１に記載の光変調デバイス。
- それぞれ第１表面と第２表面を有し、相互の第１表面が対向するように対向配置されている第１基板および第２基板と、
前記第１基板および前記第２基板の間に存在する液晶層と、を含み、
前記第１基板の前記第１表面上には、下記化学式１の置換基を３個以上有する化合物を含むシリコーン粘着剤層または接着剤層が存在する光変調デバイス：
［化学式１］
- 前記液晶層は、垂直配向状態およびツイスト配向状態をスイッチングできるように形成されている、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。
- 化学式１で、Ｒ１～Ｒ３のうちいずれか一つは、水素原子であり、残りの二つは、アルキル基である、請求項３に記載の光変調デバイス。
- 化学式１で、Ｒ１～Ｒ３のうちいずれか一つは、水素原子であり、残りの二つは、炭素数１～２０の直鎖状アルキル基である、請求項３に記載の光変調デバイス。
- 化学式１の置換基を３個以上有する化合物は、前記化学式１の置換基を３個～１０個含む、請求項３、５または６のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 化学式１の置換基を３個以上有する化合物は、下記化学式２で表される、請求項３、５、６または７のいずれか一項に記載の光変調デバイス：
［化学式２］
［化学式１］
- 前記シリコーン粘着剤層または前記接着剤層は、化学式１の置換基を３個以上有する化合物を１～５０重量％の比率で含む、請求項３、５、６、７または８のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 下記数式１によるＫ値が２μｍ以上である、請求項３、５、６、７、８または９のいずれか一項に記載の光変調デバイス：
［数式１］
Ｋ＝Ａ×Ｂ×Ｄ
数式１で、Ａは、下記数式２によって定められる値であり、Ｂは、化学式１の置換基を３個以上有する化合物が含む前記化学式１の置換基の数であり、Ｄは、前記シリコーン粘着剤層または前記接着剤層の厚さ（単位：μｍ）である：
［数式２］
Ａ＝Ｓ／（Ｓ＋Ｏ）
数式２で、Ｓは、前記シリコーン粘着剤層または前記接着剤層に含まれた化学式１の置換基を３個以上有する化合物の重さであり、Ｏは、前記化学式１の置換基を３個以上有する化合物を除いた前記シリコーン粘着剤層または前記接着剤層の重さである。 - 数式１のＡが０．０１～０．５の範囲内にある、請求項１０に記載の光変調デバイス。
- 数式１のＤが０．５～５０μｍの範囲内にある、請求項１０または１１に記載の光変調デバイス。
- 前記第１基板には液晶配向膜が形成されていない、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。
- 前記第２基板の前記第１表面には液晶配向膜が形成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記第１基板または前記第２基板は、波長５５０ｎｍの光に対する面内位相差が５００ｎｍ以上である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記第１基板または前記第２基板の前記第２表面上に配置された偏光層をさらに含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記第１基板または前記第２基板と液晶層の間に存在し、下記数式３を満たす光学異方性フィルムをさらに含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の光変調デバイス：
［数式３］
ｎｚ＜ｎｙ
数式３で、ｎｙは、前記光学異方性フィルムの進相軸方向の波長５５０ｎｍに対する屈折率であり、ｎｚは、前記光学異方性フィルムの厚さ方向の波長５５０ｎｍに対する屈折率である。 - 請求項１から１７のいずれか一項に記載の光変調デバイスを含むウィンドウ。
- 請求項１から１７のいずれか一項に記載の光変調デバイスを含むサンルーフ。
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