JP6557940B2 - 光学素子 - Google Patents
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Description
本出願は光学素子およびその用途に関するものである。
変化率(%)=|(T2−T1)|/T1×100
変形率(%)=|(L2−L1)|/L1×100
(1.53−b)<{(2no 2+ne 2)/3}0.5<(1.53+b)
数式1で、noは液晶化合物の正常屈折率(ordinary refractive index)、例えばネマチック液晶化合物の短軸方向の屈折率であり、neは液晶化合物の異常屈折率(extraordinary refractive index)、例えば、ネマチック液晶化合物の長軸方向の屈折率であり、bは0.1≦b≦1を満足する数である。数式1を満足する液晶化合物を選択して、電圧が印加されていない状態でも優秀な透明性が確保される液晶セルを製作することができる。数式1でbは他の例示においては、0.1〜0.9、0.1〜0.7、0.1〜0.5または0.1〜0.3であり得る。
Rin=(nx−ny)×d
Rth=(nz−ny)×d
一つの例示において、コラム状のスペーサーは硬化性樹脂を含むことができる。硬化性樹脂の種類は特に制限されず、例えば熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂、例えば紫外線硬化性樹脂を使うことができる。
液晶ウインドウに基材層が液晶層の一面にのみ位置する場合、前述した通り、第1偏光層は液晶ウインドウに直接接する構造を有することができ、これを通じて光学素子の優秀な耐久性を達成することができる。この時、第1偏光層の液晶ウインドウと接する面の反対面は粘着剤層または接着剤層を媒介として第1基板と付着していることができる。
ゲル含量(%)=B/A×100
下記の方法により、図2のような構造を有する光学素子を製造した。
PET基材層上にITO電極層を形成し、公知の吸収型線形偏光層上にITO電極層を形成した後、二つのITO電極層上に液晶化合物の水平配向を誘導する光配向膜を形成した。その後、ITO電極層および光配向膜が形成されているPET基材層上に液晶化合物(HPC21600、HCCH社製)および前記液晶化合物100重量部に対して異方性染料(X12、BASF社製)を1〜3重量部の比率で含む液晶層を形成(厚さ約15μm)し、側面をシーリングした。その後、光配向膜およびITO電極層が形成された吸収型線形偏光層と前記液晶層が形成されているPET基材層を合着させ、図2に図示された通り、液晶ウインドウと偏光層が一体形成されている構造を製作した。その後、前記偏光層の液晶ウインドウと接する面の反対面にOCA(DAIO Paper社のEW1501−D1−UV)を媒介としてガラス基板と合着し、光学素子を製造した。偏光層と液晶層の光軸は約90度の角度をなすように形成した。
PET基材層および吸収型線形偏光層上にITO電極層の代わりに銀ナノワイヤを利用したコート層電極層を形成したことを除いては実施例1と同じ方式で光学素子を製造した。この時、偏光層と液晶層の光軸は約90度の角度をなすように形成した。
下記の方法により、図3のような構造を有する光学素子を製造した。
一対のポリカーボネート基材層上にITO電極層および水平光配向膜をそれぞれ形成した。その後、ITO電極層および光配向膜が形成されているポリカーボネート基材層上に液晶化合物(HPC21600、HCCH社製)とキラル剤(BASF社のLC756)および前記液晶化合物100重量部に対して異方性染料(X12、BASF社製)を1〜3重量部の比率で含むツイストネマチック液晶層(厚さ約15μm)を形成して側面をシーリングした。また二つのポリカーボネート基材層を合着させて図3に図示された構造を有する液晶ウインドウを製造した。その後、前記液晶ウインドウを流体粘着剤層(シリコンオイル)を媒介として公知の吸収型線形偏光層のある一面に付着させ、前記偏光層の液晶ウインドウが付着されていない面はOCA(DAIO Paper社のEW1501−D1−UV)を媒介としてガラス基板と合着して図3に図示された構造のような光学素子を製造した。この時、偏光層に近い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と約90度の角度をなし、偏光層に遠い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と約0度の角度をなす。
下記の方法により、図4のような構造を有する光学素子を製造した。
一対のポリカーボネート基材層上にITO電極層および水平光配向膜をそれぞれ形成した。その後、ITO電極層および光配向膜が形成されているポリカーボネート基材層上に液晶化合物(HPC21600、HCCH社製)とキラル剤(BASF社のLC756)および前記液晶化合物100重量部に対して異方性染料(X12、BASF社製)を1〜3重量部の比率で含むツイストネマチック液晶層(厚さ約15μm)を形成して側面をシーリングした。また二つのポリカーボネート基材層を合着させて図4に図示された構造を有する液晶ウインドウを製造した。前記液晶ウインドウと公知の吸収型線形偏光層を粘着剤層や接着剤層を介在することなく積層させた後、液晶ウインドウと吸収型線形偏光層の他側に一対のガラス基板を積層させ、図4のような構造の光学素子を製造した。この時、偏光層に近い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と約90度の角度をなし、偏光層に遠い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と約0度の角度をなす。
実施例1に係る光学素子を形成する工程でブラックコラムスペーサーを形成した後、二層を合着して液晶ウインドウを製造したことを除いては実施例1と同じ構造および方式で光学素子を製造した。
実施例2に係る光学素子を形成する工程でブラックコラムスペーサーを形成した後、二層を合着して液晶ウインドウを製造したことを除いては実施例2と同じ構造および方式で光学素子を製造した。
実施例3に係る光学素子を形成する工程でブラックコラムスペーサーを形成した後、二層を合着して液晶ウインドウを製造したことを除いては実施例3と同じ構造および方式で光学素子を製造した。
実施例4に係る光学素子を形成する工程でブラックコラムスペーサーを形成した後、二層を合着して液晶ウインドウを製造したことを除いては実施例4と同じ構造および方式で光学素子を製造した。
下記のような構造の光学素子を製造した。
具体的に、実施例3と同じ方式で液晶ウインドウを製造した後、前記液晶ウインドウのある一面はOCA(DAIO Paper社のEW1501−D1−UV)を媒介としてガラス基板と合着し、他の一面はOCA(DAIO Paper社のEW1501−D1−UV)を媒介として吸収型偏光層と合着し、ガラス基板/OCA/液晶ウインドウ/OCA/偏光層構造の光学素子を製造した。この時、偏光層に近い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と90度の角度をなし、偏光層に遠い側に位置する液晶層内の液晶化合物の長軸方向は偏光層の吸収軸と0度の角度をなす。
実施例1〜8および比較例1により製造された光学素子を100℃で240時間の間放置した後、液晶ウインドウの破損や変形があるかどうかを確認して表1に表示した。具体的に、素子の破損の有無は肉眼で確認し、O(破損有り)、X(破損なし)で評価し、下記の表1に表示した。
実施例1〜8および比較例1で製造された光学素子に対して、垂直電界を印加できる電源を連結した後駆動電圧(20V)による光学素子のC標準光源に対する透過度およびヘイズをヘイズメーターNDH 5000SP [メーカー:Nippon Denshoku (JAPAN)]装置を利用して測定し、その結果を表2に表示した。
100a、b:第1、2基板
200:第1偏光層
300:液晶ウインドウ
301:液晶層
302a、b:配向膜
303a、b:電極層
304:シーラント
305a、b:基材層
400:粘着剤層または接着剤層
Claims (16)
- 第1基板;
前記第1基板上に位置する第1偏光層;および
前記第1偏光層の第1基板が位置する面の反対面に存在し、液晶化合物を有する液晶層を含む液晶ウインドウを有し、
前記液晶ウインドウは前記液晶層の前記第1偏光層が位置する面の反対面にのみ存在する1つの基材層をさらに含むか、
前記液晶ウインドウは前記液晶層の両面に位置する基材層をさらに含み、前記第1偏光層は前記液晶ウインドウに、粘着剤層を意味する流体粘着剤層を介して付着しているか、または、
前記液晶ウインドウは前記液晶層の両面に位置する基材層をさらに含み、前記第1偏光層のある一面は前記第1基板と直接接し、前記第1偏光層の他の一面は前記液晶ウインドウと直接接しており、
100℃の温度で240時間耐熱テスト後の透過度変化率(%)が±10%以下である、光学素子。 - 外部電圧によって、可視光領域の透過度が15%以上である透過モードと可視光領域の透過度が3%以下である遮断モードの間をスイッチングする、請求項1に記載の光学素子。
- 第1偏光層は第1基板と直接接しているか、または粘着剤層または接着剤層を媒介として第1基板に付着している、請求項1または2に記載の光学素子。
- 第1基板は熱膨張係数(CTE)が100ppm/K以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載の光学素子。
- 外部電圧がない状態で、第1偏光層の吸収軸と液晶層の光軸は0度〜90度の角度をなす、請求項1から4のいずれか一項に記載の光学素子。
- 液晶化合物はスメクチック、ネマチックまたはコレステリック液晶化合物である、請求項1から5のいずれか一項に記載の光学素子。
- 液晶層は二色比が1〜30の範囲内にある異方性染料をさらに含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の光学素子。
- 液晶層は厚さが5〜30μmの範囲内にある、請求項1から7のいずれか一項に記載の光学素子。
- 基材層は弾性係数が20GPa以下である、請求項1に記載の光学素子。
- 基材層は熱膨張係数(CTE)が100ppm/K以下である、請求項9に記載の光学素子。
- 粘着剤層は25℃で動粘度が10,000cSt〜100,000cStの範囲内にある流体粘着剤層である、請求項1に記載の光学素子。
- 流体粘着剤層は凍点が−40℃以下で、沸点が150℃以上である、請求項11に記載の光学素子。
- 液晶ウインドウの第1偏光層が直接接する面の反対面に位置する第2基板をさらに含む、請求項1に記載の光学素子。
- 液晶ウインドウは液晶層の上部および下部に存在する層の間隔を維持できるように形成されたスペーサーをさらに含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の光学素子。
- 外部電圧がない状態で、ヘイズが15%以下である、請求項14に記載の光学素子。
- 請求項1から15のいずれか一項に記載された光学素子を含む、透過度可変部材。
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