JP6950139B2 - 光学デバイス - Google Patents
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Description
異方性度R=[(E(p))−(E(s))]/[(E(p))+2*(E(s))]
正面位相差Rin=d×(nx−ny)
厚さ方向位相差Rth=d×(nz−ny)
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。
基材フィルム、外郭基板および接着フィルムの位相差は、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。
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。
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。
摩擦係数は、Thwing Albert instrument companyのFP−2260装備を使って規格に沿って遂行した。具体的には、接着フィルムと能動液晶素子フィルムを重なるように位置させ、装備で引っ張りながら垂直抗力対比装備で測定された力の比率を通じて摩擦力を計算し、動摩擦係数を求めた。試片の大きさは、それぞれ長さが約4cm、幅が約2cmとなるようにした。
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、シー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でスイッチングされ得る。引き続き厚さが約3mm程度のガラス基板、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程度の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)を用いたのであり、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。また、前記能動液晶素子フィルムのPETフィルムの表面と前記TPU接着フィルム間の摩擦係数は、約6.1程度であった。
PET フィルムの前記TPU接着フィルムと接触する面をサンドペーパーで研磨して前記 PET フィルムの表面と前記TPU接着フィルム間の摩擦係数が約2.3程度となるように調整したことを除いては、実施例1と同様に光学デバイスを製造した。
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。前記耐久性評価結果、前記100℃で7日間維持の前後に下記の表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。
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ラインの二等分点
T:第1ラインの二等分点の接線
P:第1ラインの二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)
- 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
前記外郭基板と前記能動液晶素子フィルムの間、前記能動液晶素子フィルムと前記偏光子の間、前記偏光子と前記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と接着フィルムとの間の動摩擦係数は、0.5以上、5以下であり、
前記能動液晶素子フィルムおよび前記偏光子は前記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いる、光学デバイス。 - 前記接着フィルムは、熱可塑性ポリウレタンフィルムである、請求項1に記載の光学デバイス。
- 能動液晶層の第1配向状態の平均光軸と前記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前記偏光子が配置されている、請求項1または2に記載の光学デバイス。
- 前記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3のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記能動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をさらに含む、請求項4に記載の光学デバイス。
- 前記基材フィルムは、熱膨張係数が100ppm/K以下である、請求項4または5に記載の光学デバイス。
- 前記基材フィルムの前記能動液晶層に向かう面上に存在する配向膜をさらに含む、請求項4から6のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記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、80度〜90度の範囲内または160度〜200度の範囲内である、請求項7に記載の光学デバイス。
- 前記2枚の基材フィルムのうち前記偏光子に近い基材フィルム上に形成された前記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度の範囲内である、請求項7または8に記載の光学デバイス。
- 前記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。
- 前記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。
- 前記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。
- 前記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。
- 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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