JP7463645B2 - 偏光可変素子 - Google Patents
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関連出願との相互引用
本出願は、２０１９年４月１８日に出願された大韓民国特許出願第１０－２０１９－００４５４８６号に基づく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組み込まれる。
本出願は、２０１９年４月１８日に出願された大韓民国特許出願第１０－２０１９－００４５４８６号に基づく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組み込まれる。
技術分野
本出願は、偏光可変素子に関する。
本出願は、偏光可変素子に関する。
商用化されている代表的な透過度可変素子は、フォトクロミック（ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）素子である。フォトクロミック素子は、可変範囲に優れている代わりに応答速度がおそいという短所があり、フォトクロミックの場合、特定のＵＶ波長に反応して着色される素子であるため、適正エネルギー以上の該当波長のない環境では変色が起きないので、ユーザーが所望するとき可変されないという短所及びユーザーが所望する明るさレベルを調節できないことによって市場拡張性に制約を受けている。
また、現在の野外用アイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）の主な用途のうち一つとして反射光による眩しさを低減するための用途が多い。反射光は、偏光の特性を有することになり、このような反射光の低減のために偏光サングラスが商用化されている。しかし、偏光サングラスの場合、状況による透過度レベルの調節が可能ではないという短所がある（特許文献１：大韓民国特許公開公報第２０１５－００３７７９０号)。
本出願は、応答速度がはやく、偏光度及び透過率の可変特性に優れた偏光可変素子を提供する。
本出願は、偏光可変素子に関する。本明細書で偏光可変素子は、外部エネルギーの印加によって、例えば、電圧の印加有無によって偏光度を調節し得る素子を意味することができる。
前記偏光可変素子は、フォトクロミック（ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）層及びゲストホスト液晶（Ｇｕｅｓｔ Ｈｏｓｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）層を含むことができる。以下、ゲストホスト液晶層をＧＨＬＣ層と呼称できる。前記ＧＨＬＣ層は、液晶及び異方性染料を含むことができる。前記ＧＨＬＣ層は、電圧の印加によって水平配向状態と垂直配向状態の間をスイッチングすることができる。
ＧＨＬＣ素子は、電気的に変化されて中間階調の具現が可能であり、応答速度がはやい特性を有することができる。このようなＧＨＬＣ素子にフォトクロミック素子を適用することで、一定透過度まで変化レベルがはやく、ユーザーが透過度可変レベルを調節可能な偏光可変素子を提供することができる。また、適用されるＧＨＬＣ素子の偏光可変レベルを極大化して偏光度及び透過度が変化される素子を具現することができる。
前記フォトクロミック層とＧＨＬＣ層は、互いに重畳して含まれていてもよい。前記フォトクロミック層を透過した光は、ＧＨＬＣ層に入射され得、反対に、ＧＨＬＣ層を透過した光は、フォトクロミック層に入射され得る。図１は、前記のように互いに重畳しているフォトクロミック層１００とＧＨＬＣ層２００の状態を模式的に示した図である。このような構造は、本明細書でハイブリッド偏光可変素子と呼称できる。
本明細書でフォトクロミック層は、光の照射によって着色されるか変色され、光が除去されると、本来の色に戻る特性を有する層を意味することができる。例えば、フォトクロミック層は、光の照射によって透過度を変化させることができる。前記フォトクロミック層は、光が照射されない状態で３８０ｎｍ～７８０ｎｍ波長の平均透過度が相対的に高い状態（クリア状態）を具現することができ、光が照射された状態で３８０ｎｍ～７８０ｎｍ波長の平均透過度が相対的に低い状態（ダーク状態）を具現することができる。
一つの例示で、フォトクロミック層は、紫外線の照射によって透過度を変化させることができる。前記紫外線は、ＵＶＡ領域の紫外線であってもよい。前記紫外線は、２００ｎｍ～４５０ｎｍ、具体的に、３００ｎｍ～３８０ｎｍ波長範囲内の紫外線であってもよい。前記フォトクロミック層の透過度を変化させるためには、適正強度の紫外線の照射が必要であり得る。前記紫外線の強度は、例えば、１ｍＪ／ｃｍ２～２００ｍＪ／ｃｍ２範囲内であってもよく、具体的に、１０ｍＪ／ｃｍ２以上、３０ｍＪ／ｃｍ２以上、５０ｍＪ／ｃｍ２以上、７０ｍＪ／ｃｍ２以上、９０ｍＪ／ｃｍ２以上、１１０ｍＪ／ｃｍ２以上、１３０ｍＪ／ｃｍ２以上又は１５０ｍＪ／ｃｍ２以上であってもよく、２００ｍＪ／ｃｍ２以下であってもよい。
フォトクロミック層は、フォトクロミック物質を含むことができる。フォトクロミック物質は、特定波長の光に露出されると、化合物質の結合状態が変わって吸収スペクトラム乃至透過スペクトラムが異なる異性質体が生成されて物質の色が変化できる。フォトクロミック現象は、電磁気放射の吸収による二つの形態の間の化学種の可逆変換である。フォトクロミック物質は、特定波長範囲の光を吸収して化学変化が発生して吸収乃至透過スペクトラムが変化する。前記フォトクロミック物質によって吸収乃至透過スペクトラムの変化は相違し得るが、主に３００ｎｍ～８００ｎｍ範囲内の波長で、光の照射（光吸収）前後の透過度乃至吸光度が変化する。
一つの例示で、前記フォトクロミック層は、式１を満足することができる。フォトクロミック層が式１を満足する場合、偏光度及び透過率の可変特性に優れた偏光素子を具現するにおいて有利であり得る。
［式１］
Ａ－Ｂ≧５０％
式１で、Ａは、△Ｔｍａｘ波長での紫外線の照射前のフォトクロミック層の透過度（％）であり、Ｂは、△Ｔｍａｘ波長での紫外線の照射後のフォトクロミック層の透過度（％）であり、△Ｔｍａｘ波長は、紫外線の非照射状態と照射状態でのフォトクロミック層の透過度差が最大である地点の波長を意味する。
Ａ－Ｂ値は、具体的に、５５％以上又は６０％以上であってもよく、Ａ－Ｂ値の上限は、特に制限されないが、例えば、１００％以下又は９９％以下であってもよい。
△Ｔｍａｘ波長は、フォトクロミック物質によって変わることができるが、例えば、△Ｔｍａｘ波長は、３００ｎｍ～８００ｎｍ、３８０ｎｍ～７８０ｎｍ範囲、４００ｎｍ～７００ｎｍ、５００ｎｍ～６００ｎｍ範囲内であってもよい。
フォトクロミック物質は、有機染料分子を含むことができる。フォトクロミック物質は、例えば、スピロピラン（ｓｐｉｒｏｐｙｒａｎ）化合物、スピロキサジン（ｓｐｉｒｏｘａｚｉｎｅ）化合物、フルギド（ｆｕｌｇｉｄｅ）化合物、クロメン（ｃｈｒｏｍｅｎｅ）化合物、ナフトピラン（ｎａｐｈｔｈｏｐｙｒａｎ）化合物、ビスイミダゾル（ｂｉｓ ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）化合物、アゾベンゼン（ａｚｏｂｅｎｚｅｎｅｓ）化合物、トリアリールメタン（ｔｒｉａｒｙｌｍｅｔｈａｎｅｓ）化合物、スチルベン（ｓｔｉｌｂｅｎｅｓ）化合物、アザスチルベン（ａｚａｓｔｉｌｂｅｎｅｓ）化合物、ニトロン（ｎｉｔｒｏｎｅｓ）化合物、キノン（ｑｕｉｎｏｎｅｓ）化合物及びジアリールエテン（ｄｉａｒｙｌｅｔｈｅｎｅｓ）化合物からなる群より選択される１種の化合物又は２種以上の化合物の混合物を含むことができる。フォトクロミック物質としては、所望する着色又は変色によって前記化合物を適切に選択して用いることができる。
前記偏光可変素子は、前記フォトクロミック層の一面に配置された基板をさらに含むことができる。前記基板は、フォトクロミック層のゲストホスト液晶層に向く反対面に配置され得る。前記基板の厚さは、例えば、０．３Ｔ～１．０Ｔ範囲内であってもよい。前記偏光可変素子は、前記フォトクロミック層の他の一面に配置された基材層をさらに含むことができる。前記フォトクロミック層の他の一面は、フォトクロミック層の基板が配置された面の反対面を意味することができる。
一つの例示で、前記フォトクロミック層は、前記基板の一面に直接コーティングされて形成され得る。この場合、前記フォトクロミック層は、前記基板の一面に接することができる（構造１）。図２は、構造１の偏光素子を例示的に示す。フォトクロミック層１００は、基板１０１の一面に直接形成されている。第１電極フィルム２０１と第２電極フィルム２０２の間にＧＨＬＣ層２００が配置されてＧＨＬＣセルを形成し、接着剤層３００を媒介としてフォトクロミック層１００と第１電極フィルム２０１が接合されていてもよい。後述するように、第１電極フィルムと第２電極フィルムのＧＨＬＣ層に向く面には、それぞれ第１配向膜と第２配向膜が形成されていてもよい。
他の一つの例示で、前記フォトクロミック層は、基材層の一面に直接コーティングされて形成された後に接着剤を媒介として前記基板に付着され得る。この場合、前記フォトクロミック層の一面は、前記基材層の一面に接し、他の一面は、前記接着剤の一面に接することができる（構造２）。図３は、構造２の偏光素子を例示的に示す。フォトクロミック層１００は、基材層１０２の一面に直接形成されており、接着剤層３０１を媒介として基板１０１とフォトクロミック層１００は接合されていてもよい。第１電極フィルム２０１と第２電極フィルム２０２の間にＧＨＬＣ層２００が配置されてＧＨＬＣセルを形成し、接着剤層３０２を媒介として基材層１０２と第１電極フィルム２０１が接合されていてもよい。後述するように、第１電極フィルムと第２電極フィルムのＧＨＬＣ層に向く面には、それぞれ第１配向膜と第２配向膜が形成されていてもよい。
前記基材層乃至基板としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）又は非晶質フッ素樹脂などを含む基材層乃至基板を用いることができるが、これに制限されるものではない。
構造２を有する偏光可変素子において、基板は、例えば、ポリカーボネートを含み、基材層は、例えば、ＴＡＣを含むことができる。ＴＡＣ基材層は、ＵＶ波長を遮断する機能を有することができる。構造２を有する偏光素子の場合、フォトクロミック層の変色に必要なＵＶはフォトクロミック層まで到逹でき、ＵＶに脆弱な二色性染料（ＧＨＬＣ層に含む）には、ＴＡＣ基材層によりＵＶが遮断されるので、耐久性の確保の側面で好ましい。
本明細書で用語「ＧＨＬＣ層」は、液晶分子の配列によって異方性染料が一緒に配列され、異方性染料の整列方向と前記整列方向の垂直方向に対してそれぞれ非等方性の光吸収特性を示す機能性層を意味することができる。例えば、異方性染料は、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いと、ｐ型染料と称し、短軸方向に偏光された光の吸収率が大きいと、ｎ型染料と称することができる。一つの例示で、ｐ型染料が用いられる場合、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得る。以下、特に言及のない限り、異方性染料は、ｐ型染料であると仮定する。
前記ＧＨＬＣ層は、能動型偏光子（Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）として機能することができる。本明細書で用語「能動型偏光子（Ａｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）」は、外部作用の印加によって非等方性の光吸収を調節し得る機能性素子を意味することができる。例えば、ＧＨＬＧ層は、液晶分子及び異方性染料の配列を調節することによって前記異方性染料の配列方向と平行な方向の偏光及び垂直な方向の偏光に対する非等方性の光吸収を調節することができる。液晶分子及び異方性染料の配列は、磁場又は電場のような外部作用の印加により調節され得るので、ＧＨＬＣ層は、外部作用の印加によって非等方性の光吸収を調節することができる。
前記液晶分子の種類及び物性は、本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。
一つの例示で、前記液晶分子は、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶又はスメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶であってもよい。ネマチック液晶は、棒模様の液晶分子が位置に対する規則性はないが液晶分子の長軸方向に平行に配列されている液晶を意味することができ、スメクチック液晶は、棒模様の液晶分子が規則的に配列して階を成した構造を形成し、長軸方向に規則性を有して平行に配列されている液晶を意味することができる。本出願の一実施例によると、前記液晶分子としては、ネマチック液晶を用いることができる。
一つの例示で、前記液晶分子は、非反応性液晶分子であってもよい。非反応性液晶分子は、重合性基を有しない液晶分子を意味することができる。前記重合性基としては、アクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシ基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ビニル基又はエポキシ基などが例示され得るが、これに制限されず、重合性基として知られている公知の官能基が含まれ得る。
前記液晶分子の屈折率異方性は、目的物性、例えば、偏光度乃至透過度可変特性を考慮して適切に選択され得る。本明細書で用語「屈折率異方性」は、液晶分子の異常屈折率（ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）と正常屈折率（ｏｒｄｉｎａｒｙ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）の差を意味することができる。前記液晶分子の屈折率異方性は、例えば、０．０１～０．３であってもよい。前記屈折率異方性は、０．０１以上、０．０５以上又は０．０７以上であってもよく、０．３以下、０．２以下、０．１５以下又は０．１３以下であってもよい。液晶分子の屈折率異方性が前記範囲内である場合、偏光度乃至透過度可変特性に優れた偏光素子を提供することができる。一つの例示で、前記範囲内で液晶分子の屈折率が低いほど透過度可変特性に優れた偏光素子を提供することができる。
前記液晶分子の誘電率異方性は、目的とする液晶セルの駆動方式を考慮して正の誘電率異方性又は負の誘電率異方性を有することができる。本明細書で用語「誘電率異方性」は、液晶分子の異常誘電率（εｅ、ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｙ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、長軸方向の誘電率）と正常誘電率（εｏ、ｏｒｄｉｎａｒｙ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ、短軸方向の誘電率）の差を意味することができる。液晶分子の誘電率異方性は、例えば、±４０以内、±３０以内、±１０以内、±７以内、±５以内又は±３以内の範囲内であってもよい。液晶分子の誘電率異方性を前記範囲に調節すれば光変調素子の駆動効率の側面で有利であり得る。
前記異方性染料は、ゲスト物質としてＧＨＬＣ層に含まれ得る。異方性染料は、例えば、ホスト物質（液晶分子）の配向によって偏光可変素子の透過率を制御する役目を行うことができる。本明細書で用語「染料」は、可視光領域、例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ波長範囲内で少なくとも一部又は全体範囲内の光を集中的に吸収及び／又は変形させ得る物質を意味することができ、用語「異方性染料」は、前記可視光領域の少なくとも一部又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とができる。
前記異方性染料としては、例えば、いわゆるホストゲスト（ｈｏｓｔ ｇｕｅｓｔ）効果によって液晶分子の整列状態にしたがって整列され得る特性があると知られている公知の染料を選択して用いることができる。このような異方性染料の例としては、いわゆるアゾ染料、アントラキノン染料、メチン染料、アゾメチン染料、メロシアニン染料、ナフトキノン染料、テトラジン染料、フェニレン染料、クアテリレン染料、ベンゾチアジアゾール染料、ジケトピロロピロール染料、スクアレン染料又はピロメテン染料などがあるが、本出願で適用可能な染料は、上記に制限されるものではない。異方性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ ｄｙｅ）を用いることができる。このような染料としては、例えば、アゾ染料又はアントラキノン染料などで公知とされているが、これに制限されるものではない。
前記異方性染料は、二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｒａｔｉｏ）、すなわち異方性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り算した値が５以上、６以上又は７以上である染料を用いることができる。前記染料は、可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ～７００ｎｍ又は約４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部の波長又はいずれか一つの波長で前記二色比を満足することができる。前記二色比の上限は、例えば、２０以下、１８以下、１６以下又は１４以下程度であってもよい。
前記ＧＨＬＣ層の異方性染料の含量は、本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、ＧＨＬＣ層の異方性染料の含量は、０．１重量％以上、０．２５重量％以上、０．５重量％以上、０．７５重量％以上、１重量％以上、１．２５重量％以上又は１．５重量％以上であってもよい。ＧＨＬＣ層の異方性染料の含量の上限は、例えば、５．０重量％以下、４．０重量％以下、３．０重量％以下、２．７５重量％以下、２．５重量％以下、２．２５重量％以下、２．０重量％以下、１．７５重量％以下又は１．５重量％以下であってもよい。ＧＨＬＣ層の異方性染料の含量が前記範囲を満足する場合、透過度乃至偏光度可変特性に優れた偏光可変素子を提供することができる。
前記ＧＨＬＣ層内で前記液晶分子と前記異方性染料の合計重量は、例えば、約６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上又は９５重量％以上であってもよく、他の例示では、約１００重量％未満、９８重量％以下又は９６重量％以下であってもよい。
前記ＧＨＬＣ層は、電圧の印加有無によって配向状態をスイッチングすることができる。前記ＧＨＬＣ層は、電圧の印加によって水平配向状態と垂直配向状態の間をスイッチングすることができる。前記電圧は、ＧＨＬＣ層に垂直する方向に印加され得る。一つの例示で、前記ＧＨＬＣ層は、電圧の非印加時に垂直配向状態で存在することができ、電圧の印加時に水平配向状態で存在することができる。このような液晶セルをＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード液晶セルと呼称できる。他の一つの例示で、前記ＧＨＬＣ層は、電圧の非印加時に水平配向状態で存在することができ、電圧の印加時に垂直配向状態で存在することができる。このような液晶セルをＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード液晶セルと呼称できる。
液晶及び異方性染料は、偏光状態で水平配向された状態で存在する。また、液晶及び異方性染料は、非偏光状態で垂直配向された状態で存在する。
液晶及び異方性染料は、偏光状態で水平配向された状態で存在する。また、液晶及び異方性染料は、非偏光状態で垂直配向された状態で存在する。
前記垂直配向のＧＨＬＣ層内で液晶分子は、光軸が液晶層の平面に対して垂直に配列された状態で存在することができる。例えば、前記液晶分子の光軸は、ＧＨＬＣ層の平面に対して約７０度～９０度、７５度～９０度、８０度～９０度又は８５度～９０度、好ましくは、９０度の角度を成すことができる。前記垂直配向のＧＨＬＣ層内で液晶分子の光軸は、互いに平行であってもよく、例えば、０度～１０度、０度～５度、好ましくは、０度の角度を成すことができる。
前記水平配向のＧＨＬＣ層内で液晶分子は、光軸が液晶層の平面に対して水平に配列された状態で存在することができる。例えば、前記液晶分子の光軸は、ＧＨＬＣ層の平面に対して約０度～２０度、０度～１５度、０度～１０度又は０度～５度、好ましくは、０度の角度を成すことができる。前記水平配向のＧＨＬＣ層内で液晶分子の光軸は、互いに平行であってもよく、例えば、０度～１０度、０度～５度、好ましくは、０度の角度を成すことができる。
前記ＧＨＬＣ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。前記ＧＨＬＣ層の厚さは、例えば、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以上又は１０μｍ以上であってもよい。前記ＧＨＬＣ層の厚さの上限は、例えば、約３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下又は１５μｍ以下であってもよい。ＧＨＬＣ層の厚さが前記範囲を満足する場合、透過度乃至偏光度可変特性に優れた偏光可変素子を提供することができる。
前記偏光可変素子は、ＧＨＬＣ層の両面に第１配向膜及び第２配向膜を含むことができる。前記第１配向膜及び／又は第２配向膜は、垂直配向膜又水平配向膜であってもよい。
一つの例示で、ＧＨＬＣセルがＶＡモードで駆動する場合、第１配向膜と第２配向膜は、それぞれ垂直配向膜であってもよい。他の一つの例示で、ＧＨＬＣセルがＥＣＢモードで駆動する場合、第１配向膜と第２配向膜は、それぞれ水平配向膜であってもよい。
前記偏光可変素子は、電圧の印加有無によってＧＨＬＣ層の配向状態を調節することで透過度乃至偏光度を調節することができる。ＧＨＬＣ層の配向状態は、配向膜のプレチルトにより調節できる。
本明細書でプレチルトは、角度（ａｎｇｌｅ）と方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を有することができる。前記プレチルト角度は、極角（Ｐｏｌａｒ ａｎｇｌｅ）と呼称してもよく、前記プレチルト方向は、方位角（Ａｚｉｍｕｔｈａｌ ａｎｇｌｅ）と呼称してもよい。
前記プレチルト角度は、液晶分子の光軸が配向膜と水平な面に対して成す角度を意味することができる。一つの例示で、垂直配向膜は、プレチルト角度が約７０度～９０度、７５度～９０度、８０度～９０度又は８５度～９０度であってもよい。一つの例示で、水平配向膜のプレチルト角度は、約０度～２０度、０度～１５度、０度～１０度又は０度～５度であってもよい。
前記プレチルト方向は、液晶分子の光軸が配向膜の水平な面に射影された方向を意味することができる。前記プレチルト方向は、前記射影された方向とＧＨＬＣ層の横軸（ＷＡ）が成す角度であってもよい。本明細書で前記ＧＨＬＣ層の横軸（ＷＡ）は、ＧＨＬＣ層の長軸方向と平行な方向又は偏光可変素子がアイウェア又はＴＶなどのディスプレイ装置に適用されたときにそのアイウェアを着用した観察者又はディスプレイ装置を観察する観察者の両眼を連結する線と平行な方向を意味することができる。
前記第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、ＧＨＬＣ層の配向を考慮して適切に調節され得る。一つの例示で、電圧の非印加時の垂直又は水平配向のために第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに平行であってもよい。第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向が互いに平行である場合、第１配向膜と第２配向膜のプレチルト方向は、互いに逆平行（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌ）であってもよいが、例えば、互いに１７０度～１９０度、１７５度～１８５度、好ましくは、１８０度を成すことができる。
前記配向膜としては、隣接する液晶層に対して配向能を有するものであれば、特に制限なしに選択して用いることができる。前記配向膜としては、例えば、ラビング配向膜のように接触式配向膜又は光配向膜化合物を含み、例えば、直線偏光の照射などのような非接触式方式によって配向特性を示し得るもので公知となっている光配向膜を用いることができる。
ラビング配向膜又は光配向膜のプレチルト方向及び角度を調節することは公知となっている。ラビング配向膜の場合、プレチルト方向は、ラビング方向と平行であり得、プレチルト角度は、ラビング条件、例えば、ラビング時の圧力条件、ラビング強度などを制御して達成できる。光配向膜の場合、プレチルト方向は、照射される偏光の方向などによって調節され得、プレチルト角度は、光の照射角度、光の照射強度などによって調節され得る。
一つの例示で、前記第１及び第２配向膜は、それぞれラビング配向膜であってもよい。第１配向膜と第２配向膜の配向軸が成す角度は、１０度以下であってもよい。前記第１及び第２配向膜のラビング方向が互いに平行となるように配置される場合、前記第１及び第２配向膜のラビング方向は、互いに逆平行（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌ）であってもよいが、例えば、互いに１７０度～１９０度、１７５度～１８５度、好ましくは、１８０度を成すことができる。前記ラビング方向は、プレチルト角の測定を通じて確認できるが、一般的に、液晶は、ラビング方向に沿って横になりながらプレチルト角を発生させるので、プレチルト角を測定することで前記ラビング方向の測定が可能となり得る。
前記偏光可変素子は、ＧＨＬＣ層の両面に第１電極フィルム及び第２電極フィルムをさらに含むことができる。偏光可変素子がＧＨＬＣ層の両面に第１配向膜と第２配向膜を含む場合、第１電極フィルム及び第２電極フィルムは、第１配向膜と第２配向膜の外側に存在し得る。
第１及び第２電極フィルムは、それぞれ基材層及び前記基材層上に電極層を含むことができる。
前記基材層としては、特に制限なしに公知の素材を用いることができる。例えば、ガラス基材、シリコン基材又はプラスチックフィルム基材を用いることができる。前記基材は、光学的に等方性基材であるか又は位相差値を有する光学的に異方性である基材であってもよい。基材層には、必要に応じて、金、銀、二酸化ケイ素又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。
前記プラスチックフィルム基材としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）又は非晶質フッ素樹脂などを含むフィルム基材を用いることができるが、これに制限されるものではない。
前記電極層は、ＧＨＬＣ層内の液晶分子の整列状態を転換し得るようにＧＨＬＣ層に電界を印加することができる。電極層は、例えば、伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤ又はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物などを蒸着して形成することができる。電極層は、透明性を有するように形成され得る。この分野では、透明電極層を形成し得る多様な素材及び形成方法が公知となっており、このような方法は全て適用され得る。必要な場合に、基板の表面に形成される電極層は、適切にパターン化されていてもよい。
前記偏光可変素子は、反射防止層をさらに含むことができる。前記反射防止層は、ＧＨＬＣ層の一面に配置され得、例えば、ＧＨＬＣ層のフォトクロミック層が配置された面の反対面に反射防止層が配置され得る。反射防止層は、接着剤を媒介としてＧＨＬＣ層に付着されていてもよい。ＧＨＬＣ層の両面に第１電極フィルムと第２電極フィルムが配置される場合には、反射防止層は、接着剤を媒介として前記第２電極フィルムに付着されていてもよい。
反射防止層としては、本出願の目的を考慮して公知の反射防止層を用いることができ、例えば、アクリレート層を用いることができる。反射防止層の厚さは、例えば、２００ｎｍ以下又は１００ｎｍ以下であってもよい。
前記偏光可変素子は、優れた偏光可変特性を有することができる。野外活動時に路面、水面などによる反射光は、偏光成分を有しているので、本出願の偏光可変素子は、野外活動時の偏光源の遮断時に効果的であり得る。
前記偏光可変素子は、４５％～９５％範囲、５５％～９５％範囲、６５％～９５％範囲、７５％～９５％範囲又は８５％～９５％範囲内の偏光度を有する偏光状態と０％～１０％の偏光度を有する非偏光状態の間をスイッチングすることができる。前記非偏光状態の偏光度の下限は、例えば、０％超過であってもよく、上限は、例えば、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下又は５％以下であってもよい。
偏光可変素子が偏光状態である場合に、前記フォトクロミック層には、光が照射された状態であってもよく、前記ＧＨＬＣ層は、水平配向状態であってもよい。前記フォトクロミック層は、偏光状態で透過率が６０％以下であってもよい。前記フォトクロミック層は、偏光状態で透過率の下限は、０％超過、１％以上又は１０％以上であってもよい。
偏光可変素子が非偏光状態である場合に、前記フォトクロミック層には、光が照射されない状態であってもよく、前記ＧＨＬＣ層は、垂直配向状態であってもよい。前記フォトクロミック層は、非偏光状態で透過率が８０％以上であってもよい。前記フォトクロミック層は、非偏光状態で透過率の上限は、１００％以下又は１００％未満であってもよい。
前記偏光可変素子は、偏光状態と非偏光状態で透過率可変特性も優秀であり得る。前記偏光可変素子は、偏光状態で透過率が１５％以下又は１０％以下であってもよい。前記偏光可変素子は、非偏光状態で透過率が３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上又は６０％以上であってもよい。
前記偏光可変素子は、フォトクロミック層とＧＨＬＣ層のハイブリッド構造を通じて前記のように偏光度及び透過率可変特性が優秀であり得る。
前記偏光可変素子は、偏光状態と非偏光状態でそれぞれヘイズが１０％以下、８％以下、６％以下又は４％以下であってもよい。したがって、前記偏光可変素子は、透明状態で偏光度と透過率を変化させることができる。また、フォトクロミック層とＧＨＬＣ層も偏光状態と非偏光状態でそれぞれヘイズが前記範囲内であってもよい。
前記偏光可変素子は、透過度可変特性が要求される多様な建築用又は車両用素材や、増強現実体験用又はスポーツ用ゴーグル、サングラス又はヘルメットなどのアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）を含む多様な用途に適用され得る。
本出願の偏光可変素子は、応答速度がはやく、偏光度及び透過率の可変特性に優れる。このような偏光可変素子は、透過度可変特性が要求される多様な建築用又は車両用素材や、増強現実体験用又はスポーツ用ゴーグル、サングラス又はヘルメットなどのアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）を含む多様な用途に適用され得る。
以下、本出願による実施例及び本出願によらない比較例を通じて本出願をより詳しく説明するが、本出願の範囲は、下記提示された実施例によって制限されるものではない。
＜測定例１．透過率及びヘイズの測定＞
ヘイズ及び透過率は、ヘイズメータ（ＮＤＨ－５０００ＳＰ）を用い、ＡＳＴＭ Ｄ１００３規格によって測定した。具体的に、光を測定対象に透過させて積分球内に入射させ、この過程で、光は、測定対象により拡散光（ＤＴ、拡散されて出光された全ての光の和を意味）と平行光（ＰＴ、拡散光を排除した正面方向の出光を意味）に分離されるが、この光は、積分球内で受光素子に集光され、集光される光を通じてヘイズの測定が可能である。前記過程による全体透過光（ＴＴ）は、前記拡散光（ＤＴ）と平行光（ＰＴ）の総合（ＤＴ＋ＰＴ）であり、ヘイズは、前記全体透過光に対する拡散光の百分率（Ｈａｚｅ（％）＝１００ＸＤＴ／ＴＴ）で規定され得る。下記試験例で透過率は、前記全体透過光（ＴＴ）を意味する。
＜測定例２．偏光度の測定＞
紫外可視光線分光計（Ｖ－７１００、ＪＡＳＣＯ社）を用いて５５０ｎｍ波長に対する偏光度を測定した。偏光度（Ｐ）は、下記数式Ａによって計算される数値である。
［数Ａ］
偏光度（Ｐ）（％）＝｛（Ｔｐ－Ｔｃ）／（Ｔｐ＋Ｔｃ）｝１／２×１００
数式Ａで、Ｔｐは、偏光素子の最大透過率であり、Ｔｃは、偏光素子の最小透過率である。数式Ａで、最大透過率（Ｔｐ）は、２枚の偏光素子を重複させた状態で前記各偏光素子の光吸収軸が０度から３６０度の範囲の角度を成すように重複状態を角度別にスキャンしながら透過率を測定した時に最大値を示す時点での透過率であり、最小透過率（Ｔｃ）は、最小値を示す時点での透過率である。上記言及した透過率（Ｔｃ、Ｔｐ）は、約５５０ｎｍの光に対して測定した数値である。
＜実施例１．偏光可変素子（Ａ）＞
ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）
ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層が形成されたフィルム基材（Ｔｅｊｉｎ社製）を準備した。前記フィルム基材のＩＴＯ層の面に垂直配向膜（ＳＥ－５６６１、Ｎｉｓｓａｎ社製）をバーコティングでコーティングした後、１２０℃の温度で１時間の間塑性し、３００ｎｍ厚さの配向膜を得た。前記配向膜をラビング布を用いて一方向にラビング処理して第１基板を準備した。
第１基板と同一なフィルムのＩＴＯ層上に、高さが９μｍであり、直径が１５μｍであるコラムスペーサを２５０μｍ間隔で配置した。次に、第１基板と同一に垂直配向膜を形成した後、ラビング布を用いて一方向にラビング処理して第２基板を準備した。
ＧＨＬＣ組成物としては、屈折率異方性（△ｎ）が０．１３であり、負の誘電率異方性を有する液晶と異方性染料を含む組成物（ＭＡＴ－１６－５６８、Ｍｅｒｃｋ）を用いた。
第２基板の配向膜の表面上の縁にシーラントをシールディスペンサー（ｓｅａｌ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）で描いた。第２基板の配向膜上に前記ＧＨＬＣ組成物を塗布した後、第１基板をラミネーションして液晶セルを製造した。このとき、第１基板の配向膜のラビング方向と第２基板の配向膜のラビング方向は、逆平行（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌ）となるようにラミネーションした。製造された液晶セルは、セルギャップが９μｍであるＶＡモード液晶セルである。前記ＶＡモード液晶セルの第２基板の一面にＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）を媒介として反射防止層を付着した。
フォトクロミック層
厚さ０．８ＴのＰＣ Ｐｌａｔｅにフォトクロミック物質の層がコーティングされた製品（ＯＲＤＩＮＡのメガネレンズ部、ＯＧＫ社製）を準備した。図４は、前記フォトクロミック層の透過度スペクトラムを示す。図４に示したように、フォトクロミック層は、ＵＶが照射されない場合、可視光領域で高い透過率を示し、ＵＶが照射される場合、所定波長領域で透過度が低くなる。
前記ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）と前記フォトクロミック層をＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）接着剤を媒介として付着した。このとき、フォトクロミック層とＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）の第１電極フィルムが互いに接するように付着した。
＜実施例２．偏光可変素子（Ｂ）＞
セルギャップを１５μｍに変更したこと以外は、実施例１のＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）と同一の方法でＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｂ）を製造した。前記ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｂ）と実施例１で用いられたフォトクロミック層をＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）接着剤を媒介として付着した。このとき、フォトクロミック層とＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｂ）の第１電極フィルムが互いに接するように付着した。
＜実施例３．偏光可変素子（Ｃ）＞
セルギャップを１５μｍに変更し、ＧＨＬＣ組成物として、液晶（ＬＣ＿ＺＧＳ８０１７、ＪＮＣ）及び異方性染料（Ｘ１２、ＢＡＳＦ）１ｗｔ％を含む組成物を用いたこと以外は、実施例１のＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）と同一の方法でＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｃ）を製造した。前記ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｃ）と実施例１で用いられたフォトクロミック層をＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）接着剤を媒介として付着した。このとき、フォトクロミック層とＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｃ）の第１電極フィルムが互いに接するように付着した。
＜実施例４．偏光可変素子（Ｄ）＞
ＥＣＢモードＧＨＬＣセル（Ｄ）
ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層が形成されたフィルム基材（Ｔｅｊｉｎ社製）を準備した。前記フィルム基材のＩＴＯ層の面に水平配向膜（ＳＥ－７４９２、Ｎｉｓｓａｎ社製）をバーコティングでコーティングした後、１２０℃の温度で１時間の間塑性し、３００ｎｍ厚さの配向膜を得た。前記配向膜をラビング布を用いて一方向にラビング処理して第１基板を準備した。
第１基板と同一なフィルムのＩＴＯ層上に、高さが９μｍであり、直径が１５μｍであるコラムスペーサを２５０μｍ間隔で配置した。次に、第１基板と同一に水平配向膜を形成した後、ラビング布を用いて一方向にラビング処理して第２基板を準備した。
ＧＨＬＣ組成物としては、液晶（ＨＰＣ２１８０、ＨＣＣＨ）及び異方性染料（Ｘ１２、ＢＡＳＦ）１ｗｔ％を含む組成物を用いた。
第２基板の配向膜の表面上の縁にシーラントをシールディスペンサー（ｓｅａｌ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）で描いた。第２基板の配向膜上に前記ＧＨＬＣ組成物を塗布した後、第１基板をラミネーションして液晶セルを製造した。このとき、第１基板の配向膜のラビング方向と第２基板の配向膜のラビング方向は、逆平行（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌ）となるようにラミネーションした。製造された液晶セルは、セルギャップが９μｍであるＥＣＢモード液晶セルである。前記ＥＣＢモード液晶セルの第２基板の一面にＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）を媒介として反射防止層を付着した。
前記ＥＣＢモードＧＨＬＣセル（Ｄ）と実施例１で用いられたフォトクロミック層をＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）接着剤を媒介として付着した。このとき、フォトクロミック層とＥＣＢモードＧＨＬＣセル（Ｄ）の第１電極フィルムが互いに接するように付着した。
＜比較例１．ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）＞
実施例１で製造されたＶＡモードＧＨＬＣセル（Ａ）を比較例１で準備した。
＜比較例２．ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｂ）＞
実施例２で製造されたＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｂ）を比較例２で準備した。
＜比較例３．ＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｃ）＞
実施例３で製造されたＶＡモードＧＨＬＣセル（Ｃ）を比較例３で準備した。
＜比較例４．ＥＣＢモードＧＨＬＣセル（Ｄ）＞
実施例４で製造されたＥＣＢモードＧＨＬＣセル（Ｄ）を比較例４で準備した。
＜比較例５．ＳＴＮモードＧＨＬＣセル（Ｅ）＞
ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム上にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層が形成されたフィルム基材（Ｔｅｊｉｎ社製）を準備した。前記フィルム基材のＩＴＯ層の面に水平配向膜（ＳＥ－７４９２、Ｎｉｓｓａｎ社製）をバーコティングでコーティングした後、１２０℃の温度で１時間の間塑性し、３００ｎｍ厚さの配向膜を得た。前記配向膜をラビング布を用いて一方向にラビング処理して第１基板を準備した。
第１基板と同一なフィルムのＩＴＯ層上に、高さが６μｍであり、直径が１５μｍであるコラムスペーサを２５０μｍ間隔で配置した。次に、第１基板と同一に水平配向膜を形成した後、ラビング布を用いて一方向にラビング処理して第２基板を準備した。
ＧＨＬＣ組成物として、屈折率異方性（△ｎ）が０．１であり、正の誘電率異方性を有する液晶（ＭＤＡ－１７－５９５、Ｍｅｒｃｋ）及び異方性染料（Ｍｅｒｃｋ）を含むＧＨＬＣ組成物にキラルドーパント（Ｓ８１１、Ｍｅｒｃｋ）を０．５１９重量％で添加した液晶組成物を用いた。
第２基板の配向膜の表面上の縁にシーラントをシールディスペンサー（ｓｅａｌ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）で描いた。第２基板の配向膜上に前記ＧＨＬＣ組成物を塗布した後、第１基板をラミネーションして液晶セルを製造した。このとき、第１基板の配向膜のラビング方向と第２基板の配向膜のラビング方向は、逆平行（ａｎｔｉ－ｐａｒａｌｌｅｌ）となるようにラミネーションした。製造された液晶セルは、セルギャップが６μｍである３６０度ＳＴＮモード液晶セルである。前記ＳＴＮモード液晶セルの第２基板の一面にＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）を媒介として反射防止層を付着した。
＜比較例６．フォトクロミック層＞
実施例１で用いたフォトクロミック層を比較例６で準備した。
＜比較例７．偏光可変素子（Ｅ）＞
比較例５のＳＴＮモードＧＨＬＣセル（Ｅ）と実施例１で用いたフォトクロミック層をＯＣＡ（ＬＧＣ、Ｖ３１０）接着剤を媒介として付着した。このとき、フォトクロミック層とＳＴＮモードＧＨＬＣセル（Ｅ）の第１電極フィルムが互いに接するように付着した。
＜評価例１．電気光学特性の評価＞
比較例１～７及び実施例１～４に対して電気光学特性を評価し、その結果を下記表１～表５に記載した。
比較例１～５のＧＨＬＣセルに対しては、電圧の印加による透過率、ヘイズ及び偏光度を測定した。具体的に、第１及び第２のＩＴＯ層にＡＣ電源を連結して駆動させながら電圧の印加有無による透過率、ヘイズ及び偏光度を測定し、その結果を下記表１～表５に記載した。
比較例６のフォトクロミック素子に対しては、ＵＶＡ（３００～３８０ｎｍ波長）の照射エネルギーによる透過率及びヘイズを測定し、その結果を下記表６に記載した。
比較例７及び実施例１～４の偏光可変素子に対しては、ＧＨＬＣセルに電圧を印加することによって、フォトクロミック層には、１５０ｍＪ／ｃｍ２のＵＶＡの照射によって、透過率、ヘイズ及び偏光度を測定し、その結果を下記表７～表１１に記載した。
透過率及びヘイズは、ヘイズメータ（ＮＤＨ５０００ＳＰ、セコス社製）を用いて測定した。前記透過率及びヘイズは、３８０ｎｍ～７８０ｎｍ波長の光に対する平均透過率である。
下記表１～５及び７～１１で応答時間（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｔｉｍｅ）は、ｐｈｏｔｏ ｄｉｏｄｅを通じて計測し、Ｎｏｒｍａｌｌｉｚｅして透過率１０％から９０％に該当する転移区間の時間を換算して計測する。
１０１：基板
１００：フォトクロミック層
１０２：基材層
３００、３０１、３０２：接着剤層
２００：ＧＨＬＣ層
２０１：第１電極フィルム
２０２：第２電極フィルム
Claims (14)
- フォトクロミック（ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）層、及び
液晶及び異方性染料を含み、電圧の印加によって水平配向状態と垂直配向状態の間をスイッチングするゲストホスト液晶層を含み、
前記水平配向状態の液晶分子の光軸は互いに平行であり、
前記フォトクロミック層は、式１を満足し、
［式１］
Ａ－Ｂ≧５０％
式１で、Ａは、△Ｔｍａｘ波長での紫外線の照射前の前記フォトクロミック層の透過度（％）であり、Ｂは、△Ｔｍａｘ波長での紫外線の照射後の前記フォトクロミック層の透過度（％）であり、△Ｔｍａｘ波長は、紫外線の非照射状態と照射状態での前記フォトクロミック層の透過度差が最大の波長を意味し、
△Ｔｍａｘ波長は５００ｎｍ～６００ｎｍの範囲である、偏光可変素子。 - 前記フォトクロミック層は、紫外線の照射によって透過度を変化させるフォトクロミック物質を含む、請求項１に記載の偏光可変素子。
- 前記偏光可変素子は、４５％～９５％範囲内の偏光度を有する偏光状態と０％～１０％の偏光度を有する非偏光状態の間をスイッチングすることができる、請求項１または２に記載の偏光可変素子。
- 前記偏光可変素子は、偏光状態で透過率が１５％以下であり、非偏光状態で透過率が３５％以上である、請求項１から３のいずれか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記偏光可変素子は、偏光状態と非偏光状態でそれぞれヘイズが１０％以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記偏光可変素子は前記フォトクロミック層が紫外線照射されている状態では偏光状態であり、前記フォトクロミック層は前記偏光状態で透過率が６０％以下である、請求項１から５の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記偏光可変素子は前記フォトクロミック層が紫外線照射されていない状態では非偏光状態であり、前記フォトクロミック層は前記非偏光状態で透過率が８０％以上である、請求項１から６の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記液晶及び異方性染料は、偏光状態で水平配向された状態で存在する、請求項１から７の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記液晶及び異方性染料は、非偏光状態で垂直配向された状態で存在する、請求項１から８の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記液晶及び異方性染料は非偏光状態で垂直配向された状態で存在し、
前記ゲストホスト液晶層の両側に第一配向膜及び第二配向膜を含み、前記第一配向膜及び前記第二配向膜の配向軸のなす角度が１０度以下である、請求項１から９の何れか一項に記載の偏光可変素子。 - 前記ゲストホスト液晶層の両面に第１電極フィルムと第２電極フィルムをさらに含む、請求項１から１０の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記フォトクロミック層の一面に配置された基板をさらに含む、請求項１から１１の何れか一項に記載の偏光可変素子。
- 前記フォトクロミック層の他の一面に配置された基材層をさらに含む、請求項１２に記載の偏光可変素子。
- 前記ゲストホスト液晶層の一面に反射防止層をさらに含む、請求項１から１３の何れか一項に記載の偏光可変素子。
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