JP7225509B2

JP7225509B2 - 透過度可変デバイス

Info

Publication number: JP7225509B2
Application number: JP2021507692A
Authority: JP
Inventors: ジュンリム、ウン; ジュンギム、ミン; ベルヤエフ、セルゲイ; ヒュンオー、ドン
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-09-04
Also published as: TWI739153B; JP2021534455A; EP3848735A4; CN112639550B; US11392006B2; CN112639550A; EP3848735B1; TW202020119A; US20210311342A1; WO2020050613A1; EP3848735A1

Description

本出願は、２０１８年９月４日付けで提出された韓国特許出願第１０－２０１８－０１０５５９８号および第１０－２０１８－０１０５６００号に基づいて優先権を主張し、当該韓国特許出願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、透過度可変デバイスに関する。

液晶化合物などを透過度を可変させることができるデバイスが知られている。例えば、特許文献１は、液晶ホスト物質（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＨｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌ）と二色性染料ゲスト（ｄｉｃｈｒｏｉｃｄｙｅｇｕｅｓｔ）を適用したいわゆるＧＨセル（Ｇｕｅｓｔｈｏｓｔｃｅｌｌ）を使用した透過度可変デバイスが知られている。

このようなデバイスの用途は、次第に拡大しており、例えば、前記デバイスは、メガネまたはサングラスなどのアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）、モバイル機器、仮想現実（ＶＲ：ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）用機器や増強現実（ＡＲ：ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）用機器または車両の窓などのようなウェラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）デバイスや野外でも適用される機器にも使用され得る。

液晶化合物を適用して透過度を調節する機器の場合、基本的に一定水準以上の偏光が生成されるが、このようなデバイスは、使用環境によって路面または構造物、建物などによる反射光が一部偏光性を有することによって、クロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）現象、レインボー（ｒａｉｎｂｏｗ）現象またはミラーリング（ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）現象などのような問題を誘発する。

本出願は、透過度可変デバイスに関する。本出願では、クロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）現象、レインボー（ｒａｉｎｂｏｗ）現象またはミラーリング（ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）現象などのような問題を誘発しないので、多様な用途への適用が可能な透過度可変デバイスを提供することを目的とする。

本明細書において定義する角度は、製造誤差（ｅｒｒｏｒ）または偏差（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）などの誤差を勘案して理解されなければならない。例えば、本明細書において用語「垂直、平行、直交または水平」などは、目的とする効果を損傷させない範囲での実質的な垂直、平行、直交または水平を意味し、例えば、前記それぞれの場合は、約±１０度以内の誤差、約±５度以内の誤差、約±３度以内の誤差、約±２度以内の誤差、約±１度以内の誤差または約±０．５度以内の誤差を含むことができる。

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、特に別途規定しない限り、前記物性は、常温で測定した物性である。

本明細書において用語「常温」は、特に加温されたり減温されない状態での温度であって、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℃以下の温度を意味する。また、特に別途規定しない限り、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などは、特に別途規定しない限り、約５５０ｎｍ波長の光に対する物理量である。

特に別途規定しない限り、本明細書において言及する任意の２個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、または時計方向および反時計方向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、特に別途規定しない限り、本明細書において言及する角度は、正数である。ただし、場合によって時計方向または反時計方向に測定された角度間の測定方向を表示するために、前記時計方向に測定された角度を正数で表示し、反時計方向に測定された角度を負数で表記することもできる。

本出願では、特定の位相差フィルムを特定の配置で適用することによって、前述したクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）現象、レインボー（ｒａｉｎｂｏｗ）現象またはミラーリング（ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）現象などのような問題を誘発しない透過度可変デバイスを提供することができる。

本出願において用語「透過度可変デバイス」は、少なくとも２個以上の異なる光の状態の間をスイッチングし得るデバイスを意味する。前記で異なる光の状態は、少なくとも透過度が異なる状態を意味する。

前記透過度可変デバイスが具現し得る状態の例としては、透過および遮断モード状態が例示され得る。一つの例において、本出願の透過度可変デバイスは、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し得るデバイスでありうる。

前記透過モード状態での透過度可変デバイスの透過度が少なくとも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。また、前記遮断モード状態で透過度可変デバイスの透過度は、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。透過モードで透過度は、高いほど有利であり、遮断モードでは、透過度が低いほど有利であるので、前記透過モード状態の透過度の上限と遮断モード状態の透過度の下限は、特に制限されず、一つの例において、前記透過モード状態の透過度の上限は、約１００％であり、遮断モード状態での透過度の下限は、約０％でありうる。

一つの例において、前記透過モード状態と遮断モード状態の間をスイッチングし得る透過度可変デバイスにおいて前記透過モード状態での透過度と遮断モード状態での透過度の差異（透過モード－遮断モード）は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上でありうるか、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下、５５％以下、５０％以下または４５％以下でありうる。

また、一つの例において、前記透過モード状態での最大透過度Ｔｍａｘと前記遮断モード状態での最小透過度Ｔｍｉｎの比率Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎは、約１．５～１０の範囲内でありうる。前記比率は、他の例において、約２以上、２．５以上、３以上、３．５以上、４以上、４．５以上、５以上、６以上または６．５以上であるか、約９．５以下、約９以下、約８．５以下、約８以下、約７．５以下、約７以下、約６．５以下、約６以下、約５．５以下、約５以下、約４．５以下、約４以下、約３．５以下、約３以下、約２．５以下または約２以下でありうる。

前記透過度は、例えば、直進光透過度でありうる。直進光透過度は、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と並んでいる方向に入射した光のうちやはり前記法線方向と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度として定義することができる。

前記透過度は、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度または反射率であるか、前記可視光領域の全体に対する透過度または反射率であるか、前記可視光領域の全体に対する透過度または反射率のうち最大または最小透過度または反射率であるか、前記可視光領域内の透過度の平均値または反射率の平均値でありうる。また、他の例において、前記透過度は、約５５０ｎｍの波長の光に対する透過度でありうる。

本出願の透過度可変デバイスは、前記透過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少なくとも２個以上の状態の間をスイッチングし得るように設計され得る。必要に応じて、前記状態以外に他の状態、例えば、前記透過モードおよび遮断モード状態の中間透過度の状態などを含むその他第３の状態またはそれ以上の状態も具現され得る。

前記のような透過度可変デバイスのスイッチングは、外部信号の印加、例えば、電圧信号の印加有無によって調節することができる。例えば、電圧のような外部信号の印加がない状態で透過度可変デバイスは、前記記述した状態のうちいずれか一つの状態を維持してから、電圧が印加されれば、他の状態にスイッチングされ得る。印加される電圧の強さ、周波数および／または形態を変更することによって、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。

本出願の透過度可変デバイスは、前記のようなスイッチングのために少なくとも透過度可変層を含むことができる。前記透過度可変層は、一つの例において、偏光成分を生成する層でありうる。このような透過度可変層の例としては、能動液晶層がある。

本出願において用語「能動液晶層」は、液晶化合物を少なくとも含む層であって、前記液晶化合物の配向状態を外部信号の印加などを通して制御できる液晶層を意味する。ただし、能動液晶層の適用は、本出願の一つの例であり、必要に応じて、他の公知の透過度可変層、例えば、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などが使用されることもできる。

能動液晶層は、液晶化合物を含む層である。本明細書において用語「能動液晶層」の範囲には、外部信号の印加などを通してその配向を制御できる液晶化合物を含んでいる層が全て含まれ、例えば後述するように、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も、本明細書において規定する液晶層の一種である。液晶化合物としては、外部信号の印加によってその配向方向が変更され得るものであれば、すべての種類の液晶化合物を使用することができる。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）液晶化合物などを使用することができる。また、外部信号の印加によってその配向方向が変更され得るように、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りうる。

前記液晶層は、誘電率異方性が正数または負数である液晶化合物を含むか、あるいは、前記液晶層は、前記言及された誘電率異方性を示すことができる。誘電率異方性の絶対値は、本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。用語「誘電率異方性△ε」は、水平誘電率ε／／と垂直誘電率ε⊥）の差ε／／－ε⊥を意味する。本明細書において用語「水平誘電率ε／／」は、液晶分子の配向子と印加電圧による電場の方向が実質的に水平に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の値を意味し、垂直誘電率ε⊥は、液晶分子の配向子と印加電圧による電場の方向が実質的に垂直に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の値を意味する。

前記液晶層は、屈折率異方性ｎ△が約０．０３～０．２の範囲内である液晶化合物を含むか、前記液晶層が前記言及された屈折率異方性を示すことができる。本出願において言う屈折率異方性ｎ△は、異常屈折率ｎｅ（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ）および正常屈折率ｎｏ（ｏｒｄｉｎａｒｙｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ）の差ｎｅ－ｎｏであり、これは、Ａｂｂｅ屈折計を利用して確認できるが、その具体的な方式は、下記実施例に開示された方法に従う。

液晶層の駆動モードは、例えば、ＤＳ（ＤｙｎａｍｉｃＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ）モード、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ－ＦｉｅｌｄＷｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＯＣＢ（ＯｐｔｉａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＢｅｎｄ）モード、ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ－ｄｏｍａｉｎＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（ＰａｔｔｅｒｎｅｄＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＨＡＮ（ＨｙｂｒｉｄＡｌｉｇｎｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードなどを例示することができる。

透過度可変層である能動液晶層は、光透過度可変特性を調節するという側面から、前記液晶化合物と共に二色性染料をさらに含むことができる。このような場合に、能動液晶層は、後述するゲストホスト液晶層（Ｇｕｅｓｔｈｏｓｔｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｃｅｌｌ）と呼ばれることができる。本明細書において用語「染料」は、可視光領域、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部または全体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、用語「二色性染料」は、前記可視光領域の少なくとも一部または全体範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味する。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などが公知となっているが、これに制限されるものではない。

一つの例において、前記透過度可変層は、液晶および二色性染料を含む液晶層であって、いわゆるゲストホスト液晶層（Ｇｕｅｓｔｈｏｓｔｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｃｅｌｌ）でありうる。用語「ＧＨＬＣ層」は、液晶の配列によって二色性染料が共に配列されて、二色性染料の整列方向と前記整列方向の垂直な方向に対してそれぞれ非等方性光吸収特性を示す機能性層を意味する。例えば、二色性染料は、光の吸収率が偏光方向によって変わる物質であって、長軸方向に偏光された光の吸収率が大きければ、ｐ型染料と呼び、短軸方向に偏光された光の吸収率が大きければ、ｎ型染料と呼ぶことができる。一つの例において、ｐ型染料が使用される場合、染料の長軸方向に振動する偏光は吸収され、染料の短軸方向に振動する偏光は、吸収が少ないため、透過させることができる。以下では、特別な言及がない限り、二色性染料は、ｐ型染料であると仮定する。

前記ゲストホスト液晶層内に含まれる二色性染料の比率は、特に制限されず、目的とする透過度を考慮して適正範囲に設定され得る。通常、二色性染料および液晶化合物の混和性などを考慮して前記二色性染料は、約０．１重量％～４重量％程度の割合で液晶層内に含まれ得る。

ゲストホスト液晶層を透過度可変層として含む光変調フィルム層は、能動型偏光子（ＡｃｔｉｖｅＰｏｌａｒｉｚｅｒ）として機能することができる。本明細書において用語「能動型偏光子（ＡｃｔｉｖｅＰｏｌａｒｉｚｅｒ）」は、外部信号の印加によって非等方性光吸収を調節できる機能性素子を意味する。このような能動型偏光子は、後述する受動型偏光子が外部信号の印加と関係なく一定の光吸収または光反射特性を有するものと区別され得る。前記ゲストホスト液晶層は、液晶および二色性染料の配列を調節することによって、前記二色性染料の配列方向と平行な方向の偏光および垂直な方向の偏光に対する非等方性光吸収を調節することができる。液晶および二色性染料の配列は、磁場または電場のような外部信号の印加によって調節され得るので、ゲストホスト液晶層は、外部信号の印加によって非等方性光吸収を調節することができる。

一つの例において、前記能動液晶層は、少なくとも垂直配向モード、水平配向モードおよび傾斜配向モードのうちいずれか一つの状態と他の状態の間をスイッチングし得るように構成され得る。前記垂直、水平および傾斜配向モードの意味は、公知の内容に従う。

したがって、例えば、用語「水平配向状態」は、透過度可変層である能動液晶層の配向子または前記液晶層内の液晶化合物の配向子が前記可変層（液晶層）に略平行に配列された状態を意味する。このような場合に、前記可変層（液晶層）の側面で前記配向子と前記可変層が成す角度は、概略０度～１０度または略０度～５度の範囲内であるか、または約０度でありうる。

また、例えば、用語「垂直配向状態」は、透過度可変層である能動液晶層の配向子または前記液晶層内の液晶化合物の配向子が前記可変層（液晶層）の平面に対して略垂直に配列された状態であり、例えば、前記可変層（液晶層）の側面で前記配向子と前記可変層（液晶層）が成す角度は、例えば、約８０度～１００度または８５度～９５度の範囲内であるか、略約９０度を成すことができる。

また、例えば、用語「傾斜配向状態」は、前記垂直配向状態および水平配向状態の中間状態の配向状態であって、前記可変層（液晶層）の側面で前記可変層（液晶層）の配向子または前記液晶層内の液晶化合物の配向子が前記可変層（液晶層）と成す角度が０度超過かつ９０度未満の場合、あるいは、略１０度～８０度の範囲内である場合を意味する。

本明細書において液晶分子または液晶化合物の配向子は、能動液晶層の光軸（Ｏｐｔｉｃａｌａｘｉｓ）または遅相軸（Ｓｌｏｗａｘｉｓ）を意味する。前記液晶分子の配向子は、液晶分子がロッド（ｒｏｄ）形状である場合、長軸方向を意味し、液晶分子が円板（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）形状である場合、円板平面の法線方向の軸を意味する。能動液晶層内に互いに配向子が異なる液晶化合物が複数存在する場合に、前記配向子は、ベクター合計である。

一つの例において、前記透過度可変層である能動液晶層は、少なくともツイスト配向モードを具現し得るように設計され得る。用語「ツイスト配向モード」は、液晶層内で液晶化合物の配向子が仮想の螺旋軸に沿ってねじれながら層を成して配向した螺旋形の構造を意味する。前記ツイスト配向モードは、前述した垂直、水平または傾斜配向モードで具現され得るが、すなわち垂直ツイスト配向モードは、個々の液晶化合物が垂直配向された状態で螺旋軸に沿ってねじれながら層を成す状態であり、水平ツイスト配向モードは、個々の液晶化合物が水平配向された状態で螺旋軸に沿ってねじれながら層を成す状態であり、傾斜ツイスト配向モードは、個々の液晶化合物が傾斜配向された状態で螺旋軸に沿ってねじれながら層を成す状態である。

前記ツイスト配向モードで液晶層の厚さｄとピッチｐの比率ｄ／ｐは、１以下でありうる。前記比率ｄ／ｐが１を超過すれば、フィンガードメイン（ｆｉｎｇｅｒｄｏｍａｉｎ）などが発生する問題があり得るので、できるだけ前記範囲に調節され得る。前記比率ｄ／ｐの下限は、特に制限されないが、約０．６以上または約０．６超過でありうる。前記で液晶層の厚さｄは、液晶セルのセルギャップ（ｃｅｌｌｇａｐ）と同じ意味でありうる。

ツイスト配向モードの液晶層のピッチｐは、ウェッジセル（Ｗｅｄｇｅｃｅｌｌ）を利用した計測方法で測定することができ、具体的には、Ｄ．ＰｏｄｏｌｓｋｙｙなどのＳｉｍｐｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｃｃｕｒａｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃｐｉｔｃｈｕｓｉｎｇａｓｔｒｉｐｅ－ｗｅｄｇｅＧｒａｎｄｊｅａｎ－Ｃａｎｏｃｅｌｌ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ２００８，７８９－７９１）に記載された方式で測定することができる。

前記液晶層がツイストモードを具現し得るように、前記液晶層は、いわゆるキラル剤をさらに含むことができる。すなわち、前記能動液晶層は、液晶化合物とキラル剤を少なくとも含むか、液晶化合物と二色性染料とキラル剤を少なくとも含むことができる。液晶層に含まれ得るキラル剤（ｃｈｉｒａｌａｇｅｎｔあるいはｃｈｉｒａｌｄｏｐａｎｔ）としては、液晶性、例えば、ネマチック規則性を損傷させずに、目的とする回転（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）を誘導し得るものであれば、特に制限されずに使用され得る。液晶分子に回転を誘導するためのキラル剤は、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。キラル剤としては、例えば、１個または２個以上の非対称炭素（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃａｒｂｏｎ）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（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｐｏｉｎｔ）があ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された部位（ａｘｉａｌｌｙａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ，ｏｐｔｉｃａｌｌｙａｃｔｉｖｅｓｉｔｅ）を有する化合物が例示され得る。キラル剤は、例えば分子量が１，５００以下の低分子化合物でありうる。キラル剤としては、市販されるキラルネマチック液晶、例えば、Ｍｅｒｃｋ社で市販されるキラルドーパント液晶Ｓ－８１１またはＢＡＳＦ社のＬＣ７５６などを使用することもできる。

キラル剤の適用比率は、目的とする前記比率ｄ／ｐを達成することができるように選択されるものであって、特に制限されない。一般的にキラル剤の含量（重量％）は、１００／（ＨＴＰ（ＨｅｌｉｘｃａｌＴｗｉｓｔｉｎｇｐｏｗｅｒ）×ピッチ（ｎｍ）の数式で計算され、このような方式を参照して目的とするピッチを考慮して適正比率が選択され得る。

透過度可変層の厚さは、それぞれ本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。一つの例において、前記透過度可変層の厚さは、約０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上または１０μｍ以上でありうる。このように厚さを制御することによって、モード状態による透過度の差異が大きいデバイスを具現し得る。前記厚さは、厚いほど高い透過度および／または反射率の差異を具現し得るので、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以下でありうる。

本出願のデバイスは、前記言及された透過度可変層の少なくとも一面に配置された位相差フィルムをさらに含む。図１は、本出願の一例示によるデバイスの模式図であって、順次配置された前記位相差フィルム１００および可変層２００を示す。

本出願では、前記位相差フィルムとして、光学的に大きい非等方性を有するフィルムを特定位置で配置させることによって、いわゆるレインボー現象や、ミラーリング現象およびクロストーク現象がないデバイスを提供することができる。付随的に、前記位相差フィルムとして、機械的物性の側面においても非等方性であるフィルムを適用することによって、機械的物性にも優れたデバイスを構成することができる。

本明細書において前記光学的および機械的物性の側面において非等方性である位相差フィルムは、非対称基板または非対称位相差フィルムと呼称され得る。前記で位相差フィルムが光学的に非等方性というのは、後述する面内位相差を有する場合であり、機械的物性の側面において非等方性というのは、後述する物性を有する場合である。

以下、本明細書において言及する位相差フィルムの物性は、前記位相差フィルム自体の物性であるか、あるいは、前記位相差フィルムの一面に電極層が形成された状態における物性でありうる。この際、前記電極層は、前記位相差フィルムが光学デバイスに含まれている状態で形成されている電極層でありうる。

本明細書において言及する各位相差フィルムの物性の測定は、本明細書の実施例の項目に記述した方式によって測定する。

一つの例において、前記位相差フィルムの面内位相差は、約４，０００ｎｍ以上でありうる。前記面内位相差は、５５０ｎｍ波長の光に対する値である。

本明細書において面内位相差Ｒｉｎは、下記数式Ａで計算された値を意味する。

［数式Ａ］
Ｒｉｎ＝ｄ×（ｎｘ－ｎｙ）

数式ＡでＲｉｎは、面内位相差であり、ｄは、位相差フィルムの厚さであり、ｎｘは、位相差フィルムの遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、進相軸方向の屈折率であって、前記遅相軸方向と直交する面内方向の屈折率である。

前記位相差フィルムの面内位相差は、それぞれ４，５００ｎｍ以上、５，０００ｎｍ以上、６，０００ｎｍ以上、７，０００ｎｍ以上、８，０００ｎｍ以上、９，０００ｍ以上、１０，０００ｍ以上、１１，０００ｍ以上、１２，０００ｍ以上、１３，０００ｍ以上、１４，０００ｍ以上または１５，０００ｍ以上程度でありうる。また、前記位相差フィルムそれぞれの面内位相差は、約５０，０００ｎｍ以下、約４０，０００ｎｍ以下、約３０，０００ｎｍ以下、２０，０００ｎｍ以下、１８，０００ｎｍ以下、１６，０００ｎｍ以下、１５，０００ｎｍ以下または１２，０００ｎｍ以下程度でありうる。

前記のような大きい位相差を有するフィルムとしては、いわゆる高延伸ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムまたはＳＲＦ（ＳｕｐｅｒＲｅｔａｒｄａｔｉｏｎＦｉｌｍ）などと知られたフィルムが代表的に知られている。したがって、本出願において前記位相差フィルムは、例えば、ポリエステルフィルムでありうる。

上記のようにきわめて高い位相差を有するフィルムは、当業界において公知であり、こ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、製造過程での高延伸などにより機械的物性も大きい非対称性を示す。当業界に公知となった前記位相差フィルムの代表的な例としては、ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））フィルムなどのようなポリエステルフィルムであり、例えば、Ｔｏｙｏｂｏ社で供給される商品名ＳＲＦ（ＳｕｐｅｒＲｅｔａｒｄａｔｉｏｎＦｉｌｍ）系のフィルムがある。

一つの例において、前記位相差フィルムは、面内の任意の第１方向での延伸率Ｅ１と前記第１方向と垂直を成す第２方向での延伸率Ｅ２の比率Ｅ１／Ｅ２が３以上でありうる。前記比率Ｅ１／Ｅ２は、他の例において、約３．５以上、４以上、４．５以上、５以上、５．５以上、６以上または６．５以上でありうる。前記比率Ｅ１／Ｅ２は、他の例において、約２０以下、１８以下、１６以下、１４以下、１２以下、１０以下、８以下または７．５以下でありうる。

本明細書において用語「位相差フィルムの第１方向、第２方向および第３方向」は、前記フィルムの面内の任意の方向である。例えば、位相差フィルムが延伸位相差フィルムである場合に、前記面内の方向は、前記位相差フィルムのＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向により形成される面内の方向でありうる。一つの例において、本明細書において記述する第１方向は、位相差フィルムの遅相軸および進相軸方向のうちいずれか一つの方向であり、第２方向は、遅相軸および進相軸方向のうち他の一つの方向でありうる。他の例において、前記第１方向は、位相差フィルムが延伸位相差フィルムである場合に、ＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうちいずれか一つの方向であり、第２方向は、ＭＤ（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）およびＴＤ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向のうち他の一つの方向でありうる。

一つの例において、本明細書において言及する位相差フィルムの第１方向は、前記ＴＤ方向または遅相軸方向でありうる。

前記位相差フィルムの前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）での延伸率が１５％以上または２０％以上でありうる。前記延伸率は、他の例において、約２５％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上でありうるか、約６０％以下、５５％以下、５０％以下または４５％以下でありうる。

一つの例において、前記位相差フィルムは、前記第１および第２方向とそれぞれ４０度～５０度の範囲内の角度または約４５度を成す第３方向での延伸率Ｅ３が前記第１方向での延伸率Ｅ１に比べて大きく、前記第３方向での延伸率Ｅ３と前記第２方向での延伸率Ｅ２の比率Ｅ３／Ｅ２が５以上でありうる。

前記比率Ｅ３／Ｅ２は、他の例において、５．５以上、６以上、６．５以上、７以上、７．５以上、８以上または８．５以上であり得、約２０以下、１８以下、１６以下、１４以下、１２以下または１０以下でありうる。

位相差フィルムの前記第３方向での延伸率が３０％以上でありうる。前記延伸率は、他の例において、約３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上または５５％以上でありうるか、約８０％以下、７５％以下、７０％以下または６５％以下でありうる。

前記位相差フィルムは、前記第２方向での熱膨張係数ＣＴＥ２と前記第１方向での熱膨張係数ＣＴＥ１の比率ＣＴＥ２／ＣＴＥ１が１．５以上でありうる。前記熱膨張係数ＣＴＥ１、ＣＴＥ２は、それぞれ４０℃～８０℃の温度範囲内で確認される値である。前記比率ＣＴＥ２／ＣＴＥ１は、他の例において、約２以上、約２．５以上、３以上または３．５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以下でありうる。

前記第２方向での熱膨張係数ＣＴＥ２は、５～１５０ｐｐｍ／℃の範囲内でありうる。前記熱膨張係数は、約１０ｐｐｍ／℃以上、１５ｐｐｍ／℃以上、２０ｐｐｍ／℃以上、２５ｐｐｍ／℃以上、３０ｐｐｍ／℃以上、３５ｐｐｍ／℃以上、４０ｐｐｍ／℃以上、４５ｐｐｍ／℃以上、５０ｐｐｍ／℃以上、約５５ｐｐｍ／℃以上、６０ｐｐｍ／℃以上、６５ｐｐｍ／℃以上、７０ｐｐｍ／℃以上、７５ｐｐｍ／℃以上または８０ｐｐｍ／℃以上であるか、１４０ｐｐｍ／℃以下、１３０ｐｐｍ／℃以下、１２０ｐｐｍ／℃以下、１００ｐｐｍ／℃以下、９５ｐｐｍ／℃以下、９０ｐｐｍ／℃以下、８５ｐｐｍ／℃以下、８０ｐｐｍ／℃以下、４０ｐｐｍ／℃以下、３０ｐｐｍ／℃以下または２５ｐｐｍ／℃以下でありうる。

前記位相差フィルムは、前記第２方向での弾性率ＹＭ２と前記第１方向での弾性率ＹＭ１の比率ＹＭ１／ＹＭ２が１．５以上でありうる。前記比率ＹＭ１／ＹＭ２は、他の例において、約２以上であるか、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下または２．５以下でありうる。

前記第１方向での弾性率ＹＭ１は、約２～１０ＧＰａの範囲内でありうる。前記弾性率ＹＭ１は、他の例において、約２．５ＧＰａ以上、３ＧＰａ以上、３．５ＧＰａ以上、４ＧＰａ以上、４．５ＧＰａ以上、５ＧＰａ以上または５．５ＧＰａ以上であるか、約９．５ＧＰａ以下、９ＧＰａ以下、８．５ＧＰａ以下、８ＧＰａ以下、７．５ＧＰａ以下、７ＧＰａ以下、６．５ＧＰａ以下または６ＧＰａ以下であり得る。

前記弾性率は、いわゆるヤング率（Ｙｏｕｎｇ'ｓｍｏｄｕｌｕｓ）を意味する。

前記位相差フィルムは、前記第２方向での最大応力ＭＳ２と前記第１方向での最大応力ＭＳ１の比率ＭＳ１／ＭＳ２が１．５以上でありうる。前記比率ＭＳ１／ＭＳ２は、他の例において、約２以上であるか、１０以下、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下または２．５以下でありうる。

前記第１方向（例えば、前述した遅相軸方向またはＴＤ方向）での最大応力ＭＳ１は、約８０～３００ＭＰａの範囲内でありうる。前記最大応力ＭＳ１は、他の例において、約９０ＭＰａ以上、約１００ＭＰａ以上、約１１０ＭＰａ以上、約１２０ＭＰａ以上、約１３０ＭＰａ以上、約１４０ＭＰａ以上、約１５０ＭＰａ以上、約１５５ＭＰａ以上、１６０ＭＰａ以上、１６５ＭＰａ以上、１７０ＭＰａ以上、１７５ＭＰａ以上または１８０ＭＰａ以上であるか、約３００ＭＰａ以下、約２９０ＭＰａ以下、約２８０ＭＰａ以下、約２７０ＭＰａ以下、約２６０ＭＰａ以下、約２５０ＭＰａ以下、約２４５ＭＰａ以下、２４０ＭＰａ以下、２３５ＭＰａ以下、２３０ＭＰａ以下、２２５ＭＰａ以下、２２０ＭＰａ以下、２１５ＭＰａ以下、２１０ＭＰａ以下、２０５ＭＰａ以下、２００ＭＰａ以下、１９５ＭＰａ以下または１９０ＭＰａ以下であり得る。

前述したように、前記のような大きい光学的および機械的非対称性を有する高分子フィルムの代表的な例は、いわゆる高延伸ポリエステルフィルムなどと知られた延伸ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルムであり、このようなフィルムは、当業界で容易に入手することができる。

通常、延伸ＰＥＴフィルムは、ＰＥＴ系樹脂を溶融／押出で製膜し、延伸して製造した１層以上の一軸延伸フィルムまたは製膜後に縦および横延伸して製造した１層以上の二軸延伸フィルムである。

ＰＥＴ系樹脂は、通常、反復単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートからなる樹脂を意味し、他のジカルボン酸成分とジオール成分を含むこともできる。他のジカルボン酸成分としては、特に限定されるものではないが、例えばイソフタル酸、ｐ－ベータ－オキシエトキシ安息香酸、４，４'－ジカルボキシジフェニル、４，４'－ジカルボキシベンゾフェノン、ビス（４－カルボキシフェニル）エタン、アジピン酸、セバシン酸および／または１，４－ジカルボキシシクロヘキサンなどが挙げられる。

他のジオール成分としては、特に限定されるものではないが、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよび／またはポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。

前記ジカルボン酸成分やジオール成分は、必要に応じて２種以上を組み合わせて使用することができる。また、ｐ－オキシ安息香酸などのオキシカルボン酸を併用することもできる。また、他の共重合成分として、少量のアミド結合、ウレタン結合、エーテル結合およびカルボネート結合などを含有するジカルボン酸成分、またはジオール成分が利用されることもできる。

ＰＥＴ系樹脂の製造方法としては、テレフタル酸、エチレングリコールおよび／または必要に応じて他のジカルボン酸または他のジオールを直接重縮合させる方法、テレフタル酸のジアルキルエステルおよびエチレングリコールおよび／または必要に応じて他のジカルボン酸のジアルキルエステルまたは他のジオールをエステル交換反応させた後、重縮合させる方法、およびテレフタル酸および／または必要に応じて他のジカルボン酸のエチレングリコールエステルおよび／または必要に応じて他のジオールエステルを重縮合させる方法などが採用される。

それぞれの重合反応には、アンチモン系、チタン系、ゲルマニウム系またはアルミニウム系化合物を含む重合触媒、または前記複合化合物を含む重合触媒を使用することができる。

重合反応条件は、使用される単量体、触媒、反応装置および目的とする樹脂物性によって適切に選択することができ、特に制限されるものではないが、例えば反応温度は、通常、約１５０℃～約３００℃、約２００℃～約３００℃または約２６０℃～約３００℃である。また、反応圧力は、通常、大気圧～約２．７Ｐａであり、反応後半には、減圧側でありうる。

重合反応は、ジオール、アルキル化合物または水などの離脱反応物を揮発させることによって進行される。

重合装置は、反応槽が一つに完結されるものであり得、または複数の反応槽を連結したものでありうる。この場合、通常、重合度によって反応物は、反応槽間を移送しつつ重合される。また、重合後半に横型反応装置を具備し、加熱／混練しつつ、揮発させる方法も採用することができる。

重合終了後の樹脂は、溶融状態で反応槽や横型反応装置から放出された後、冷却ドラムや冷却ベルトなどで冷却・粉砕されたフレーク状の形態で、または押出器に導入されてひも形状に押出された後に裁断されたペレット状の形態で得られる。また、必要に応じて固相重合を行って、分子量を向上させたり、低分子量成分を減少させたりすることもできる。ＰＥＴ系樹脂に含まれ得る低分子量成分としては、環状の三量体成分が挙げられるが、このような環状の三量体成分の樹脂中での含有量は、通常、５０００ｐｐｍ以下または３０００ｐｐｍ以下に調節される。

ＰＥＴ系樹脂の分子量は、フェノール／テトラクロロエタン＝５０／５０（重量比）の混合溶媒に樹脂を溶解させ、３０℃で測定した極限粘度で示したとき、通常、０．４５～１．０ｄＬ／ｇ、０．５０～１０ｄＬ／ｇまたは０．５２～０．８０ｄＬ／ｇの範囲である。

また、ＰＥＴ系樹脂は、必要に応じて添加剤を含有することができる。添加剤としては、例えば潤滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤および耐衝撃性改良剤などが挙げられる。その添加量は、光学物性に悪影響を及ぼさない範囲にすることが好ましい。

ＰＥＴ系樹脂は、このような添加剤の配合のために、および後述するフィルム成形のために、通常、押出器により造粒されたペレット形状に利用される。ペレットのサイズや形状は、特に制限されるものではないが、通常、高さ、直径がいずれも５ｍｍ以下の円周状、球状または扁平球状である。このようにして得られるＰＥＴ系樹脂は、フィルム状に成形し、延伸処理することによって、透明かつ均質の機械的強度が高いＰＥＴフィルムにすることができる。その製造方法としては、特に限定されるものではないが、例えば下記に記載する方法が採用される。

乾燥させたＰＥＴ樹脂からなるペレットを溶融押出装置に供給し、融点以上に加熱して溶融させる。次に、溶融した樹脂をダイから押出、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷固化させて、実質的に非結晶状態の未延伸フィルムを得る。この溶融温度は、使用されるＰＥＴ系樹脂の融点や押出器によって定められるものであり、特に制限されるものではないが、通常、２５０℃～３５０℃である。また、フィルムの平面性を向上させるためには、フィルムと回転冷却ドラムとの密着性を高めることが好ましく、静電印加密着法または液体塗布密着法が好ましく採用される。静電印加密着法とは、通常、フィルムの上面側にフィルムの流れと直交する方向に線形電極を設置し、その電極に約５～１０ｋＶの直流電圧を印加することによって、フィルムに正電荷を提供して、回転冷却ドラムとフィルムとの密着性を向上させる方法である。また、液体塗布密着法とは、回転冷却ドラム表面の全体または一部（例えばフィルム両端部と接触する部分のみ）に液体を均一に塗布することによって、回転冷却ドラムとフィルムとの密着性を向上させる方法である。必要に応じて両者を併用することもできる。使用されるＰＥＴ系樹脂は、必要に応じて２種以上の樹脂、構造や組成が異なる樹脂を混合することもできる。例えば、ブロッキング防止剤としての粒状充填材、紫外線吸収剤または帯電防止剤などが配合されたペレットと、無配合のペレットを混合して利用するものなどが挙げられる。

また、押出させるフィルムの積層数は、必要に応じて２層以上にすることもできる。例えば、ブロッキング防止剤としての粒状充填材を配合したペレットと無配合のペレットを準備し、他の押出器から同じダイに供給して「充填材配合／無配合／充填材配合」の２種３層からなるフィルムを押出させるものなどが挙げられる。

前記未延伸フィルムは、ガラス転移温度以上の温度で通常、まず押出方向に縦延伸される。延伸温度は、通常、７０℃～１５０℃、８０～１３０℃または９０～１２０℃である。また、延伸倍率は、通常１．１～６倍または２～５．５倍である。延伸は、１回に終えてもよく、必要に応じて複数回に分けて行うこともできる。

このようにして得られる縦延伸フィルムは、以後に熱処理を行うことができる。次に、必要に応じて弛緩処理を行うこともできる。この熱処理温度は、通常、１５０℃～２５０℃、１８０～２４５℃または２００～２３０℃である。また、熱処理時間は、通常、１～６００秒間または１～３００秒間または１～６０秒間である。

弛緩処理の温度は、通常、９０～２００℃または１２０～１８０℃である。また、弛緩量は、通常、０．１～２０％または２～５％である。この弛緩処理の温度および弛緩量は、弛緩処理後のＰＥＴフィルムの１５０℃での熱収縮率が２％以下になるように、弛緩量および弛緩処理時の温度を設定することができる。

一軸延伸および二軸延伸フィルムを得る場合、通常、縦延伸処理後に、または必要に応じて熱処理または弛緩処理を経た後に、テンターにより横延伸が行われる。この延伸温度は、通常、７０℃～１５０℃、８０℃～１３０℃または９０℃～１２０℃である。また、延伸倍率は、通常、１．１～６倍または２～５．５倍である。以後、熱処理および必要に応じて弛緩処理を行うことができる。熱処理温度は、通常、１５０℃～２５０℃または１８０℃～２４５℃または２００～２３０℃である。熱処理時間は、通常１～６００秒間、１～３００秒間または１～６０秒間である。

弛緩処理の温度は、通常、１００～２３０℃、１１０～２１０℃または１２０～１８０℃である。また、弛緩量は、通常、０１～２０％、１～１０％または２～５％である。この弛緩処理の温度および弛緩量は、弛緩処理後のＰＥＴフィルムの１５０℃での熱収縮率が２％以下になるように、その弛緩量および弛緩処理時の温度を設定することができる。

一軸延伸および二軸延伸処理においては、横延伸後に、ボーイングと代表されるような配向主軸の変形を緩和させるために、再度熱処理を行ったり、延伸処理を行ったりすることができる。ボーイングによる配向主軸の延伸方向に対する変形の最大値は、通常４５度以内、３０度以内または１５度以内である。また、ここで、延伸方向とは、縦延伸または横延伸における延伸が大きい方向をいう。

ＰＥＴフィルムの二軸延伸では、通常、横延伸倍率の場合が縦延伸倍率より若干大きく行われ、この場合、延伸方向とは、前記フィルムの長い方向に対して垂直方向をいう。また、一軸延伸では、通常、上記したように、横方向に延伸され、この場合、延伸方向とは、同一に長い方向に対して垂直方向をいう。

また、配向主軸とは、延伸ＰＥＴフィルム上の任意の点での分子配向方向をいう。また、配向主軸の延伸方向に対する変形とは、配向主軸と延伸方向との角度差をいう。また、その最大値とは、長い方向に対して垂直方向上での値の最大値をいう。

前記配向主軸の確認方向は、公知となっており、例えば位相差フィルム・光学材料検査装置ＲＥＴＳ（大塚電子株式会社製造）または分子配向計ＭＯＡ（王子計測機器株式会社製造）を利用して測定することができる。

前記延伸ＰＥＴフィルムには、本出願の効果を妨害しない限り、前記防眩層など以外の機能層を片方面または両面に積層することができる。積層される機能層には、例えば導電層、ハードコーティング層、平滑化層、易滑化層、ブロッキング防止層および易接着層などが挙げられる。

前記説明した製造方法は、本出願の位相差フィルムを得るための一つの例示的な方法であり、本出願において適用可能な位相差フィルムは、前記記述した物性を有すると、いずれの種類の市販品も使用され得る。

本出願のデバイスでは、前記位相差フィルムは、前記フィルムの遅相軸が特定の位置関係を有するようにデバイス内に含まれる。

一つの例において、前記デバイスは、後述する液晶配向膜を前記位相差フィルムと前記透過度可変層との間に含むことができるが、このような場合に、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度は、０度～７０度の範囲内でありうる。図２は、前記例示において位相差フィルム１００、液晶配向膜３００および透過度可変層２００が順次配置された場合の模式図である。前記角度は、前記配向方向と遅相軸が成す角度のうち小さい角度であり、一つの例において、０度～３６０度程度の範囲内でありうる。前記角度は、他の例において、０度超過、２度以上、４度以上、６度以上、８度以上、１０度以上、１２度以上、１４度以上、１６度以上、１８度以上、２０度以上、２２度以上、２４度以上、２６度以上、２８度以上、３０度以上、３２度以上、３４度以上、３６度以上、３８度以上、４０度以上、４２度以上、４４度以上、４６度以上、４８度以上または５０度以上であるか、３６０度未満、３５０度以下、３４０度以下、３３０度以下、３２０度以下、３１０度以下、３００度以下、２９０度以下、２８０度以下、２７０度以下、２６０度以下、２５０度以下、２４０度以下、２３０度以下、２２０度以下、２１０度以下、２００度以下、１９０度以下、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、９０度以下、８０度以下、７０度以下または６０度以下程度でありうる。前記液晶配向膜は、前記透過度可変層が能動液晶層である場合に、前記液晶層内の液晶の初期配向を決定するために使用され得る。この際、適用される液晶配向膜の種類は、特に制限されず、例えば、公知のラビング配向膜または光配向膜でありうる。後述するように、能動液晶層の両側に配向膜が存在する場合もあるが、このような場合に、位相差フィルムの遅相軸と前記角度の配向方向を有する配向膜は、前記位相差フィルムと近く位置した配向膜の配向方向である。配向方向は、ラビング配向膜の場合は、ラビング方向、光配向膜である場合は、照射される偏光の方向でありうるが、このような配向方向は、線形偏光子を使用した検出方式で確認することができる。例えば、液晶層（透過度可変層）がＳＴＮ（ＳｕｐｅｒＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）モードなどのようなツイスト配向モードである場合に、一面に線形偏光子を配置し、その偏光子の吸収軸を変更しつつ透過率を測定すると、前記吸収軸または透過軸と液晶配向膜の配向方向が一致する場合に、透過率が低くなる傾向を示すが、適用された液晶化合物の屈折率異方性などを反映した模写（ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を通じて配向方向を確認することができる。液晶層（透過率可変層）のモードによって配向方向を確認する方式は公知となっており、本出願では、このような公知の方式で液晶配向膜の配向方向と遅相軸が成す角度を確認することができる。

他の例において、前記透過度可変層が前述したツイスト配向モードを具現し得る能動液晶層である場合に、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度を前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した場合に０度～７０度の範囲内になるように、前記位相差フィルムが配置され得る。前記角度は、他の例において、０度超過、２度以上、４度以上、６度以上、８度以上、１０度以上、１２度以上、１４度以上、１５度以上または１６度以上であるか、６５度以下または６０度以下程度でありうる。前記で液晶配向膜の配向方向の意味およびそれを決定する方式は、前述した通りであり、ツイストモードの液晶層でツイスティング方向は、Ｅｘｏｓｃａｎなどの計測機器を使用して透過度可変層から出光する偏光源の回転方向の解析を通じて測定することができる。前記のような場合においてツイスティング方向は、時計方向であってもよく、反時計方向であってもよい。

前記位相差フィルムの配置は、他の例において、前記ツイスト配向モードのツイスティング角度、前記透過度可変層（能動液晶層）の屈折率異方性および／または前記可変層（能動液晶層）の厚さを考慮して制御されることもできる。

例えば、前記可変層のツイスト配向モードのツイスト角度が５０度～１８０度または８０度～１８０度の範囲内である場合に、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度は、下記数式１を満たすことができる。

［数式１］
０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１０≦Ａ≦０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋６０

数式１でＡは、前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度（単位：度）であり、△ｎは、前記可変層（能動液晶層）の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であり、ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であり、Ｔは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）である。

前記数式の満足有無を確認するためのツイスト配向モードのツイスティング方向の確認方式は、前記言及した通りであり、ツイスト角度は、Ｅｘｏｓｃａｎなどの公知の測定方法を通じて液晶化合物の屈折率異方性とセルギャップ（ｃｅｌｌｇａｐ）を反映した偏光分析を通じて逆算および推定したり、ウェッジセル（ＷｅｄｇｅＣｅｌｌ）を利用して液晶層のピッチを確認した後に、セルギャップ対比ピッチ値を通じて推定が可能である。

前記数式１を満たす場合に、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄが０．７μｍ以下でありうる。前記屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄは、他の例において、約０．２μｍ以上、０．２５μｍ以上、０．３μｍ以上、０．３５μｍ以上、０．４μｍ以上または０．４５μｍ以上でありうる。

また、前記数式１での角度Ａは、他の例において、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１１）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１２）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１３）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１４）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１５）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１６）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１７）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１８）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１９）以上、（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２０）以上または（０．０５×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２１）以上でありうる。

前記数式１での角度Ａは、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋５５）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋５０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋４５）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋４０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋３５）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋３０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２５）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１５）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋５）以下または（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１）以下程度でありうる。

他の例において、前記可変層のツイスト配向モードのツイスト角度が５０度～１８０度または８０度～１８０度の範囲内である場合に、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度は、下記数式２を満たすこともできる。

［数式２］
０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－１０≦Ａ≦０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２０

数式２でＡは、前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度（単位：度）であり、△ｎは、前記可変層（能動液晶層）の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であり、ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であり、Ｔは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）である。

前記数式の満足の有無を確認するためのツイスト配向モードのツイスティング方向およびツイスト角度の確認方式は、前記言及した通りである。

数式２を満たす場合に、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄが０．７μｍ超過でありうる。前記屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄは、他の例において、約２μｍ以下、１．５μｍ以下または約１μｍ以下でありうる。

また、前記数式２での角度Ａは、他の例において、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－８）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－６）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－４）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－２）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２）以上、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋４）以上または（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋６）以上でありうる。

また、前記数式２での角度Ａは、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１８）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１６）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１４）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１２）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１０）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋８）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋６）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋４）以下、（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２）以下または（０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ）以下程度でありうる。

他の例において、前記可変層のツイスト配向モードのツイスト角度が１８０度以上または１８０度超過である場合に、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度が下記数式３を満たしたり、あるいは、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち大きい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向の逆方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度が下記数式４を満たすことができる。

［数式３］
Ａ＝（４２±５）＋（１７±５）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）

［数式４］
Ａ＝（１３２±５）＋（１７±５）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）

数式３および４で、△ｎは、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であり、ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であり、ｆは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）である。

また、数式３でＡは、位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度（単位：度）であり、数式４でＡは、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち大きい角度または前記液晶配向膜の配向方向で前記ツイスト配向モードのツイスティング方向とは、逆方向に従って測定した前記遅相軸と前記配向方向が成す角度（単位：度）である。

前記数式の満足有無を確認するためのツイスト配向モードのツイスティング方向およびツイスト角度の確認方式は、前記言及した通りである。

数式３または４を満たす場合に、前記ツイスト角度は、約６００度以下、５５０度以下、５００度以下、４５０度以下、４００度以下、３５０度以下、３００度以下、２５０度以下または２００度以下程度でありうる。

数式３または４を満たす場合に、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄが０．２μｍ～２μｍの範囲内でありうる。前記屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄは、他の例において、約０．２５μｍ以上、０．３μｍ以上、０．３５μｍ以上、０．４μｍ以上または０．４５μｍ以上であるか、約１．５μｍ以下または約１μｍ以下程度でありうる。

また、数式３での角度Ａは、他の例において、（４２±４）＋（１７±４）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（４２±３）＋（１７±３）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（４２±２）＋（１７±２）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（４２±１）＋（１７±１）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）または（４２＋１７×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ））であり得、数式４で角度Ａは、他の例において、（１３２±４）＋（１７±４）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（１３２±３）＋（１７±３）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（１３２±２）＋（１７±２）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）、（１３２±１）＋（１７±１）×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）または（１３２＋１７×ｓｉｎ（２△ｎ×ｄ×ｆ）でありうる。

前述した大きい光学異方性を有する位相差フィルムを前記位置関係で配置することによって、透過度可変特性に優れており、かつ、レインボー現象、ミラーリング現象およびクロストーク現象がないデバイスの提供が可能になり得る。

以上言及した数式に適用される屈折率異方性△ｎは、前述したように、実施例に開示された方式によってＡｂｂｅ屈折計を使用して測定したものであり、液晶層の厚さｄ、すなわちセルギャップの測定方式も実施例に開示された方式による。

本出願の透過度可変デバイスは、前記透過度可変層と位相差フィルムを含み、それら間の配置が前記言及されたように制御される限り、多様な方式で構成され得る。

例えば、基本的に透過度可変層、特に能動液晶層は、２個の対向配置された基板の間に位置するが、本出願のデバイスを具現するために、前記２個の基板のうちいずれか一つの基板を前述した位相差フィルムで形成することもできる（第１方式）。

他の方式としては、２個の対向配置された基板の間に位置する透過度可変層を含む素子の外側に前記位相差フィルムを付着する方式で本出願のデバイスを具現することもできる（第２方式）。

図３は、前記第１方式にしたがってデバイスを具現した例であり、このようなデバイスは、順次配置された前記位相差フィルム１００、電極層４００、前記配向膜（３００）、能動液晶層２００、配向膜５００、電極層４００および基板６００を含むことができる。

また、図４は、前記第２方式によってデバイスを具現した例であり、このようなデバイスは、順次配置された前記位相差フィルム１００、基板６００、電極層４００、前記配向膜３００、能動液晶層２００、配向膜５００、電極層４００および基板６００を含むことができる。

すなわち、第１方式でデバイスを具現するときには、前記位相差フィルムが基板に適用され、当該位相差フィルムの表面に前述した液晶配向膜が形成されていてもよく、第２方式でデバイスを具現するときには、前記デバイスは、前記液晶配向膜がその表面に形成された基板をさらに含み、前記位相差フィルムは、前記基板の前記液晶配向膜が形成されていない表面に付着していてもよい。

前記デバイスに含まれ得る前記電極層４００は、能動液晶層２００に電源を外部信号として印加するための構成であり、このような電極層としては、公知の透明電極層が適用され得る。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（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）などの金属酸化物層が前記電極層に使用され得る。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されており、これを制限なしに適用することができる。

前記デバイスに含まれる液晶配向膜は、前述したように、公知のラビング配向膜または光配向膜などが適用され得、所望のモードによって適用され得る配向膜の種類は公知となっている。

前記デバイスにおいて適用され得る基板（図３および図４において参照符号６００）の種類は、特に制限されない。前記基板としては、前述した位相差フィルム自体を高分子フィルム基板に適用することもでき、その他、他の公知の基板を適用することもできる。

例えば、前記基板としては、ガラスフィルム、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）フィルムなどの無機フィルムやプラスチックフィルムなどを使用することができる。プラスチック基板としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）または非晶質フッ素樹脂などを含む基板を使用できるが、これに制限されるものではない。

前記デバイスは、前述した位相差フィルム、液晶配向膜および透過度可変層を基本的に含み、それらの位置関係などが前記言及したように設定される限り、公知の多様な構成をさらに含むこともできる。

例えば、図面には図示されていないが、公知の構成、例えば、前述した基板、透過度可変層などにさらに基板間の間隔を維持するスペーサーやシーラントなども含むことができる。

また、その他の構成として前記位相差フィルムを基板に付着するための用途または他の用途に適用される粘着剤や接着剤、ハードコーティング層、反射防止層、ＮＩＲ（Ｎｅａｒ－Ｉｎｆｒａｒｅｄ）遮断（ｃｕｔ）機能の染料を含む層などの公知の構成をさらに含むことができる。また、必要な場合に、前記デバイスは、いわゆる受動偏光層、例えば、ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ））系の偏光層のような受動偏光層を含むか、含まなくてもよい。

前記のような透過度可変デバイスは、多様な用途に適用され得る。透過度可変デバイスが適用され得る用途には、ウィンドウまたはサンルーフなどのような建物、容器または車両などを含む密閉された空間の開口部やアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）などや窓戸用、ＯＬＥＤ（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｅｉｖｃｅ）の遮光板などが例示され得る。前記でアイウェアの範囲には、一般的なメガネ、サングラス、スポーツ用ゴーグルまたはヘルメットまたは仮想現実または増強現実体験用機器などのようなウェラブル機器などの観察者がレンズを通じて外部を観察することができるように形成されたすべてのアイウェアが含まれ得る。

本出願の透過度可変デバイスが適用され得る代表的な用途には、アイウェアがある。最近、サングラス、スポーツ用ゴーグルや増強現実体験用機器などは、観察者の正面視線とは傾斜するようにレンズが装着される形態のアイウェアが市販されている。本出願の透過度可変デバイスは、前述したアイウェアにも効果的に適用され得る。

本出願の透過度可変デバイスがアイウェアに適用される場合に、そのアイウェアの構造は、特に制限されない。すなわち、公知のアイウェア構造の左眼用および／または右眼用レンズ内に前記透過度可変デバイスが装着されて適用され得る。

例えば、前記アイウェアは、左眼用レンズと右眼用レンズ；および前記左眼用レンズと右眼用レンズを支持するフレームを含むことができる。

図５は、前記アイウェアの例示的な模式図であって、前記フレーム８２および左眼用と右眼用レンズ８４を含むアイウェアの模式図であるが、本出願の透過度可変デバイスが適用され得るアイウェアの構造が図５に制限されるものではない。

前記アイウェアにおいて左眼用レンズおよび右眼用レンズは、それぞれ前記透過度可変デバイスを含むことができる。このようなレンズは、前記透過度可変デバイスだけを含むか、その他、他の構成を含むこともできる。

前記アイウェアは、その他の構成またはデザインは、特に制限されず、公知の方式が適用され得る。

本出願では、透過度可変特性に優れており、かつ、クロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）現象、レインボー（ｒａｉｎｂｏｗ）現象またはミラーリング（ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）現象などのような問題を誘発しないので、多様な用途への適用が可能な透過度可変デバイスを提供することができる。

本出願の例示的な透過度可変デバイスの模式図である。本出願の例示的な透過度可変デバイスの模式図である。本出願の例示的な透過度可変デバイスの模式図である。本出願の例示的な透過度可変デバイスの模式図である。アイウェアを例示的に示す。透過度可変層の厚さを確認する方式を模式的に示す図である。透過率可変層の厚さを確認する過程で得られる透過率グラフである。屈折率異方性の評価過程を模式的に示す図である。実施例および比較例の性能を対比した結果である。実施例および比較例の性能を対比した結果である。実施例および比較例の性能を対比した結果である。実施例のデバイスのツイスト角度による色座標特性の変化を示す図である。実施例のデバイスのツイスト角度による色座標特性の変化を示す図である。実施例のデバイスのツイスト角度による色座標特性の変化を示す図である。

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り制限されるものではない。

１．高分子フィルムの位相差評価
高分子フィルムの面内位相差値Ｒｉｎは、Ａｇｉｌｅｎｔ社のＵＶ／ＶＩＳｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ８４５３装備を利用して５５０ｎｍ波長の光に対して測定した。ＵＶ／ＶＩＳｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ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（Ｐｈａｓｅｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｏｒｄｅｒ）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）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、同一であるので、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５５０ｎｍ波長の光に対するＲｉｎ値である。

［数式Ａ］
Ｔ＝ｓｉｎ^２［（２πＲ／λ）］

［数式Ｂ］
Ｔ＝ｓｉｎ^２［（（２ｎ＋１）π／２）］

［数式Ｃ］
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、サイン波形の頂点次数を意味する。

２．透過度可変層（液晶層）の厚さの評価
透過度可変層の厚さ、すなわちセルギャップは、スペクトロメーターを使用して下記の方式で測定した。図６に示されたように、セルギャップｄを有する透過度可変層の一面で光Ｉ_Ｉを照射し、他の面で透過した光Ｉ_Ｔを計測する。前記光の照射時には、照射角度を透過度可変層の仮想の表面法線方向と平行にする。このような方式で波長別の透過率を確認してみると、補強干渉などにより図７に示されたような透過率グラフが得られることができる。図７のように得られたグラフは、透過度可変層の厚さであるセルギャップｄと下記数式Ｅの関係を有するが、下記数式Ｅでκは、図７で波長λ_１と波長λ_２の間に存在するピーク（ｐｅａｋ）の数である。すなわち、図７のように求めたグラフから、前記κである波長λ_１と波長λ_２の間のピークの数を求め、また、前記波長λ_１およびλ_２を数式Ｅに代入してセルギャップｄを求めることができる。

［数式Ｅ］

３．透過度可変層（液晶層）の屈折率異方性の評価
透過度可変層の屈折率異方性△ｎは、Ａｂｂｅ屈折計を使用して次の方式で評価する。Ａｂｂｅ屈折計のＭｅａｓｕｒｉｎｇＰｒｉｓｍとｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎＰｒｉｓｍの面に垂直配向膜をコーティングし、測定しようとする液晶化合物をＭｅａｓｕｒｉｎｇＰｒｉｓｍに塗布した後に、ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎＰｒｉｓｍで覆うと、二つの界面の垂直配向力により液晶化合物は、垂直に配向される。前記過程で適用される液晶化合物は、二色性染料など他の物質と混合されない透過度可変層に適用される液晶化合物だけである。その後、図８に示されたように、接眼レンズ側に線形偏光板を適用して、光（Ｌｉｇｈｔ）を照射して観測すると、図８に示されたようなθｅおよびθｏを求めることができ、Ｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｉｓｍの屈折率ｎ_ｐと前記角度θｅおよびθｏを通じて異常屈折率ｎ_ｅ＝ｎ_ｐｓｉｎθｅと正常屈折率ｎ_ｏ＝ｎ_ｐｓｉｎθｏを求めることができ、その差ｎ_ｅ－ｎ_ｏが屈折率異方性と規定され得る。前記測定時の基準波長は、略５５０ｎｍである。

実施例１
高分子フィルム基板として、Ｔｏｙｏｂｏ社の高延伸ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム基板（ＳＲＦ基板、厚さ：８０μｍ、製造社：Ｔｏｙｏｂｏ、製品名：ＴＡ０４４）を使用してデバイスを製作した。前記ＳＲＦ基板の一面にまずＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜（電極層）を蒸着し、配向膜を形成した。前記で適用されたＳＲＦ基板は、前記ＩＴＯ膜が蒸着された後に、面内位相差が５５０ｎｍ波長を基準として略１１，０００ｎｍ～１４，０００ｎｍの水準である。配向膜としては、厚さが略３００ｎｍのポリイミド系水平配向膜（ＳＥ－７４９２，Ｎｉｓｓａｎ）をラビング布でラビング処理して形成し、この際、ラビング方向（配向方向）とＳＲＦ基板の遅相軸方向は、時計方向に略２０度になるようにした（上部基板、視認側基板の製作）。同一に下部基板を製作した。前記上部基板と下部基板をそれぞれの配向膜が対向するように配置し（セルギャップ：８μｍ）、その内部に液晶物質を注入した後に密封して、デバイスを製作した。

前記配置時には、上部基板と下部基板の配向方向が互いに平行にするものの、ラビング方向は、互いに逆方向になるように配置した。また、前記液晶物質としては、屈折率異方性△ｎが０．０８４である正の誘電率異方性を有する液晶化合物および二色性染料を含むＧＨＬＣ混合物（ＳＬＣ１５７０１３（Ｓｌｉｃｈｅｍ社）に二色性染料としてＬＧ化学の二色性染料（ＪＤ１２，英国ｃｏｌｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ上のｃｙａｎ，ｍａｇｅｎｔａ，ｙｅｌｌｏｗｃｏｌｏｒの３種ｄｙｅを混合した染料）を略１．８重量％の濃度で配合した混合物）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を約０．５６重量％の濃度で配合した組成物を使用した。得られた透過度可変層（液晶層）は、ねじれ角（ｔｗｉｓｔｅｄａｎｇｌｅ）が略１８０度であるツイストモード液晶層であり、前記ツイストモードのツイスティング方向に従って測定した前記上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度は、略２０度となる。

実施例２
高分子フィルム基板として、Ｔｏｙｏｂｏ社の高延伸ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム基板（ＳＲＦ基板、厚さ：８０μｍ、製造社：Ｔｏｙｏｂｏ、製品名：ＴＡ０４４）を使用してデバイスを製作した。前記ＳＲＦ基板の一面にまずＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜（電極層）を蒸着し、配向膜を形成した。前記で適用されたＳＲＦ基板は、前記ＩＴＯ膜が蒸着された後に、面内位相差が５５０ｎｍ波長を基準として略１１，０００ｎｍ～１４，０００ｎｍの水準である。配向膜としては、厚さが略３００ｎｍのポリイミド系水平配向膜（ＳＥ－７４９２，Ｎｉｓｓａｎ）をラビング布でラビング処理して形成し、この際、ラビング方向（配向方向）とＳＲＦ基板の遅相軸方向は、時計方向に略２３度になるようにした（上部基板、視認側基板の製作）。同一に下部基板を製作した。前記上部基板と下部基板をそれぞれの配向膜が対向するように配置し（セルギャップ：５．９２μｍ）、その内部に液晶物質を注入した後に密封して、デバイスを製作した。

前記配置時には、上部基板と下部基板の配向方向が互いに平行にするものの、ラビング方向は、互いに逆方向になるように配置した。また、前記液晶物質としては、屈折率異方性△ｎが０．０７６である正の誘電率異方性を有する液晶化合物および二色性染料を含むＧＨＬＣ混合物（ＳＨＮ－５０１１ＸＸ（ＪＮＣ社）に二色性染料としてＬＧ化学の二色性染料（ＪＤ１２，英国ｃｏｌｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ上のｃｙａｎ，ｍａｇｅｎｔａ，ｙｅｌｌｏｗｃｏｌｏｒの３種ｄｙｅを混合した染料）を略１．８重量％の濃度で配合した混合物）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を約０．３６重量％の濃度で配合した組成物を使用した。得られた透過度可変層（液晶層）は、ねじれ角（ｔｗｉｓｔｅｄａｎｇｌｅ）が略６０度であるツイストモード液晶層であり、前記ツイストモードのツイスティング方向に従って測定した前記上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度は、略２３度となる。

比較例１
高分子フィルム基板として、等方性のフィルム基板であるＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム基板（ＰＣ基板、厚さ：１００μｍ、製造社：Ｔｅｉｊｉｎ、製品名：ＰＦＣ１００－Ｄ１５０）を適用したことを除いては、実施例１と同一にデバイスを製作した。この場合、適用されたフィルム基板が等方性フィルム基板であるので、配向膜の配向方向と基板の遅相軸の関係は、考慮されない。

比較例２
高分子フィルム基板として、等方性のフィルム基板であるＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム基板（ＰＣ基板、厚さ：１００μｍ、製造社：Ｔｅｉｊｉｎ、製品名：ＰＦＣ１００－Ｄ１５０）を適用したことを除いては、実施例２と同一にデバイスを製作した。この場合、適用されたフィルム基板が等方性フィルム基板であるので、配向膜の配向方向と基板の遅相軸の関係は、考慮されない。

試験例１
実施例および比較例でそれぞれ製作されたデバイスの上部ＳＲＦ基板またはＰＣ基板面に吸収型線形ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ））偏光子を配置し、その偏光子の吸収軸を０度から３６０度の範囲で回転させながら出光される光の色座標（ＣＩＥＬａ^＊ｂ^＊）の変化を測定した。図９は、前記のような測定結果であって、実施例１および比較例１の比較図であり、図１０は、実施例２および比較例２の比較結果である。図９でＳＲＦＩＴＯ＿２０度は、実施例１であり、ＰＣ＿ＩＴＯは、比較例１であり、図１０でＳＲＦＩＴＯ＿２３度は、実施例２であり、ＰＣ＿ＩＴＯは、比較例２である。図面から比較例１および２の場合に比べて実施例１および２の場合が色座標（ａ^＊－ｂ^＊ｃｏｌｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）の変化が明確に少ないことを確認することができる。

実施例３
高分子フィルム基板として、Ｔｏｙｏｂｏ社の高延伸ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム基板（ＳＲＦ基板、厚さ：８０μｍ、製造社：Ｔｏｙｏｂｏ、製品名：ＴＡ０４４）を使用してデバイスを製作した。前記ＳＲＦ基板の一面にまずＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜（電極層）を蒸着し、配向膜を形成した。前記で適用されたＳＲＦ基板は、前記ＩＴＯ膜が蒸着された後に、面内位相差が５５０ｎｍ波長を基準として略１１，０００ｎｍ～１４，０００ｎｍの水準である。配向膜としては、厚さが略３００ｎｍのポリイミド系水平配向膜（ＳＥ－７４９２，Ｎｉｓｓａｎ）をラビング布でラビング処理して形成し、この際、ラビング方向（配向方向）とＳＲＦ基板の遅相軸方向は、時計方向に略１２度になるようにした（上部基板、視認側基板の製作）。同一に下部基板を製作した。前記上部基板と下部基板をそれぞれの配向膜が対向するように配置し（セルギャップ：６μｍ）、その内部に液晶物質を注入した後に密封して、デバイスを製作した。

前記配置時には、上部基板と下部基板の配向方向が互いに平行にするものの、ラビング方向は、互いに逆方向になるように配置した。また、前記液晶物質としては、屈折率異方性△ｎが０．１３である正の誘電率異方性を有する液晶化合物および二色性染料を含むＧＨＬＣ混合物（ＭＤＡ－１６－１２３５，Ｍｅｒｃｋ）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を約０．３８重量％の濃度で配合した組成物を使用した。得られた透過度可変層（液晶層）は、ねじれ角（ｔｗｉｓｔｅｄａｎｇｌｅ）が略９０度であるツイストモード液晶層であり、前記ツイストモードのツイスティング方向に従って測定した前記上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度は、略１２度となる。

比較例３
高分子フィルム基板として、等方性のフィルム基板であるＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム基板（ＰＣ基板、厚さ：１００μｍ、製造社：Ｔｅｉｊｉｎ、製品名：ＰＦＣ１００－Ｄ１５０）を適用したことを除いては、実施例３と同一にデバイスを製作した。この場合、適用されたフィルム基板が等方性フィルム基板であるので、配向膜の配向方向と基板の遅相軸の関係は、考慮されない。

試験例２
実施例および比較例でそれぞれ製作されたデバイスの上部ＳＲＦ基板またはＰＣ基板面に吸収型線形ＰＶＡ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ））偏光子を配置し、その偏光子の吸収軸を０度から３６０度の範囲で回転させながら出光される光の色座標（ＣＩＥＬａ^＊ｂ^＊）の変化を測定した。図１１は、前記のような測定結果であって、実施例３および比較例３の比較図である。図１１でＳＲＦＩＴＯ＿１２度は、実施例３であり、ＰＣ＿ＩＴＯは、比較例３である。図面から比較例３の場合に比べて実施例３の場合が色座標（ａ^＊－ｂ^＊ｃｏｌｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）の変化が明確に少ないことを確認することができる。

実施例４
図１２は、実施例３と同じ方式でデバイスを製作するものの、液晶物質として、屈折率異方性△ｎが０．１３である正の誘電率異方性を有する液晶化合物および二色性染料を含むＧＨＬＣ混合物（ＭＤＡ－１６－１２３５，Ｍｅｒｃｋ）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を配合した液晶物質を使用し、液晶層の厚さ、すなわちセルギャップを６μｍにした場合における結果を示す図である。図面でＸ軸は、デバイスのツイスト角度Ｔであり、Ｙ軸は、当該ツイスト角度Ｔで試験例２のような方式で色座標の変化を測定したときに、最小色座標の変化を示すＳＲＦ基板の遅相軸の角度である。前記ＳＲＦ基板の遅相軸の角度は、上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記上部基板に形成された液晶配向膜の配向方向が成す角度であり、これは、デバイスの製作時に実施例３に示された方式のように配向膜の配向方向を制御して調節することができる。また、ツイスト角度（Ｘ軸）は、添加されるキラルドーパントの量を通じて制御可能である。図面に示された縦散布バー（ｂａｒ）が最適の遅相軸の角度を示す。図面からツイスト角度が１８０度以下である場合に、最適の角度が下記数式１に従うことが分かる。

［数式１］
０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－１０≦Ａ≦０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２０

数式１で△ｎは、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であって、実施例４の場合、０．１３であり、ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であって、実施例４の場合、６μｍであり、Ｔは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）である。

実施例５
図１３は、実施例３と同じ方式でデバイスを製作するものの、液晶物質として、屈折率異方性△ｎが０．０７６である正の誘電率異方性を有する液晶化合物（ＳＨＮ－５０１１ＸＸ（ＪＮＣ社）に二色性染料としてＬＧ化学の二色性染料（ＪＤ１２，英国ｃｏｌｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ上のｃｙａｎ，ｍａｇｅｎｔａ，ｙｅｌｌｏｗｃｏｌｏｒの３種ｄｙｅを混合した染料）を略１．８重量％の濃度で配合した混合物）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を配合した液晶物質を使用し、液晶層の厚さ、すなわちセルギャップを１１μｍにした場合における結果を示す図である。図面でＸ軸は、デバイスのツイスト角度Ｔであり、Ｙ軸は、当該ツイスト角度Ｔで試験例２のような方式で色座標の変化を測定したときに、最小色座標の変化を示すＳＲＦ基板の遅相軸の角度である。前記ＳＲＦ基板の遅相軸の角度は、上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記上部基板に形成された液晶配向膜の配向方向が成す角度であり、これは、デバイスの製作時に実施例３に示された方式のように配向膜の配向方向を制御して調節することができる。また、ツイスト角度（Ｘ軸）は、添加されるキラルドーパントの量を通じて制御可能である。図面に示された縦散布バー（ｂａｒ）が最適の遅相軸の角度を示す。図面からツイスト角度が１８０度以下である場合に、最適の角度が実施例４の数式１に従うことが分かる。

実施例６
図１４は、実施例３と同じ方式でデバイスを製作するものの、液晶物質として、屈折率異方性△ｎが０．０７６である正の誘電率異方性を有する液晶化合物（ＳＨＮ－５０１１ＸＸ（ＪＮＣ社）に二色性染料としてＬＧ化学の二色性染料（ＪＤ１２，英国ｃｏｌｏｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ上のｃｙａｎ，ｍａｇｅｎｔａ，ｙｅｌｌｏｗｃｏｌｏｒの３種ｄｙｅを混合した染料）を略１．８重量％の濃度で配合した混合物）にキラルドーパント（Ｓ８１１，Ｍｅｒｃｋ）を配合した液晶物質を使用し、液晶層の厚さ、すなわちセルギャップを１２μｍにした場合における結果を示す図である。図面でＸ軸は、デバイスのツイスト角度Ｔであり、Ｙ軸は、当該ツイスト角度Ｔで試験例２のような方式で色座標の変化を測定したときに、最小色座標の変化を示すＳＲＦ基板の遅相軸の角度である。前記ＳＲＦ基板の遅相軸の角度は、上部基板（ＳＲＦ基板）の遅相軸と前記上部基板に形成された液晶配向膜の配向方向が成す角度であり、これは、デバイスの製作時に実施例３に示された方式のように配向膜の配向方向を制御して調節することができる。また、ツイスト角度（Ｘ軸）は、添加されるキラルドーパントの量を通じて制御可能である。図面に示された縦散布バー（ｂａｒ）が最適の遅相軸の角度を示す。図面からツイスト角度が１８０度以下である場合に、最適の角度が実施例４の数式１に従うことが分かる。

Claims

５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差が１１，０００ｎｍ以上である位相差フィルム、
液晶配向膜、および
ツイスト配向モードを具現し得る液晶層
をこの順に含み、
前記ツイスト配向モードのツイスト角度は、５０度～１８０度の範囲内であり、
前記液晶層は二色性色素を含み、
前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄが０．７μｍ以下であるときには、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度Ａが下記数式１を満たし、
前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性△ｎと前記液晶層の厚さｄの積△ｎｄが０．７μｍを超過するときには、前記位相差フィルムの遅相軸と前記液晶配向膜の配向方向が成す角度のうち小さい角度Ａが下記数式２を満たす、
透過度可変デバイスであって、
［数式１］
０．０５△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋１０≦Ａ≦０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋６０
数式１で
△ｎは、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であり、
ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であり、
Ｔは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）であって、
［数式２］
０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ－１０≦Ａ≦０．１６×△ｎｄ×Ｔ／μｍ＋２０
数式２で
△ｎは、前記液晶層の５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率異方性であり、
ｄは、前記液晶層の厚さ（単位：μｍ）であり、
Ｔは、前記ツイスト配向モードのツイスト角度（単位：度）である。
最大透過率Ｔｍａｘと最小透過率Ｔｍｉｎの比率Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎが１．５～１０の範囲内である、
請求項１に記載の透過度可変デバイス。
角度Ａは、液晶配向膜の配向方向でツイスト配向モードのツイスティング方向に従って測定した角度である、
請求項１または２に記載の透過度可変デバイス。
ツイスティング方向が時計方向または反時計方向である、
請求項３に記載の透過度可変デバイス。
前記位相差フィルムの表面に前記液晶配向膜が形成されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の透過度可変デバイス。
前記液晶配向膜がその表面に形成された基板をさらに含み、
前記位相差フィルムは、前記基板の前記液晶配向膜が形成されていない表面に付着している、
請求項１から４のいずれか１項に記載の透過度可変デバイス。
ツイスト配向モードは、水平ツイスト配向モードまたは傾斜ツイスト配向モードである、
請求項１から６のいずれか１項に記載の透過度可変デバイス。
液晶層は、キラル剤を含む、
請求項１から７のいずれか１項に記載の透過度可変デバイス。
液晶層の厚さが２０μｍ以下である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の透過度可変デバイス。
左眼用レンズと右眼用レンズ、および
前記左眼用レンズと右眼用レンズを支持するフレーム
を含む
アイウェアであって、
前記左眼用レンズおよび右眼用レンズは、それぞれ請求項１から９のいずれか１項に記載の透過度可変デバイスを含む
アイウェア。