JP7283022B2 - 光変調デバイス - Google Patents
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Description
[数式1]
Rin=d×(nx-ny)
数式1でRinは面上位相差であり、dは高分子フィルム基板の厚さであり、nxは高分子フィルム基板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上方向の屈折率である。
[化学式1]
R1 aR2 bSiOc(OR3)d
前記式でR1およびR2は、それぞれ独立的に、水素原子または置換または非置換された1価炭化水素基を表し、R3はアルキル基を表し、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一または異なり得、aおよびbはそれぞれ独立的に0以上、1未満の数を表し、a+bは0超過、2未満の数を表し、cは0超過、2未満の数を表し、dは0超過、4未満の数を表し、a+b+c×2+dは4である。
[化学式2]
上部基板および下部基板の導電層(図2の500)それぞれにAC電源を連結して駆動させて印加された電圧による透過率およびヘイズをヘイズメーター(NDH5000SP、セコス社)を用いて、ASTM D1003規格に沿って測定した。
高分子フィルム基板の面上位相差(Rin)はAgilent社のUV/VIS spectroscope 8453装備を利用して測定した(550nm波長基準)。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枚の偏光子間に高分子フィルム基板をその遅相軸が2枚の偏光子の透過軸とそれぞれ45度をなすように位置させた後、波長による透過度を測定した。波長による透過度グラフで各ピーク(peak)の位相遅延次数(Phase retardation order)を求めた。波長による透過度グラフで波形は下記の数式Aを満足し、サイン(Sine)波形で最大ピーク(Tmax)条件は下記の数式Bを満足する。数式Aでλmaxである場合、数式AのTと数式BのTは同一であるため数式を展開する。n+1、n+2およびn+3に対しても数式を展開し、nとn+1の数式を整理してRを消去してnをλnおよびλn+1の数式に整理すると、下記の数式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が分かるため、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値の直線趨勢線を求めて数式550nmに対するR値を算定する。直線趨勢線の関数は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を代入した時のY値が550nm波長の光に対するRin値である。
[数式A]
T=sin2[(2πR/λ)]
[数式B]
T=sin2[((2n+1)π/2)]
[数式C]
n=(λn-3λn+1)/(2λn+1+1-2λn)
前記でRは面上位相差(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。
光変調層の厚さ(cell gap)はスペーサーの高さと略一致するため、前記スペーサーの高さを測定装備(Optical profiler、Nano system社、Nano View-E1000)を使って確認し、これにより前記光変調層の厚さ(cell gap)を求めた。
光変調層の屈折率異方性(△n)はAbbe屈折計を使って次の方式で評価する。Abbe屈折計のMeasuring Prismとillumination Prism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Measuring Prismに塗布した後にillumination Prism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、二色性染料などの他の物質と混合されていない光変調層に適用される液晶化合物のみである。
第1および第2高分子フィルム基板として、延伸PET(Polyethylene terephthalate)フィルム基板(厚さ:145μm、メーカー:SKC)を使ってデバイスを製造した。前記PETフィルム基板は550nm波長の光に対する面上位相差が約10,000nm~15,000nmの範囲内であった。
第2高分子フィルム基板上に形成されたITO膜(導電層)の上に正六角形の形態のハニカム(Honeycomb)形態のスペーサー(ピッチ:379μm、高さ:8μm、線間幅:26.5μm、面積比率:13.5%)を形成したことを除いては、実施形態1と同一にして光変調デバイスを製作した。この場合、前記スペーサーを上部から観察した時に前記正六角形をなす各辺と第1および第2偏光層の吸収軸、第1および第2高分子フィルム基板の遅相軸がなす角度は略30度または60度となるようにした。
第2高分子フィルム基板の一面に形成された正四角形の隔壁形態のスペーサーを上部から観察した時に前記隔壁によって形成される閉図形である正四角形のそれぞれの辺が第1および第2高分子フィルム基板の遅相軸と30度または60度をなすように配置したことを除いては実施形態1と同一にして光変調デバイスを製造した。
第2高分子フィルム基板の一面に形成された正四角形の隔壁形態のスペーサーを上部から観察した時に前記隔壁によって形成される閉図形である正四角形のそれぞれの辺が第1および第2高分子フィルム基板の遅相軸と45度をなすように配置したことを除いては実施形態1と同一にして光変調デバイスを製造した。
Claims (15)
- 第1面には接着剤層または粘着剤層が形成されており、第2面には第1偏光層が配置されている第1高分子フィルム基板と、第1面には液晶配向膜が形成されており、第2面には第2偏光層が配置されている第2高分子フィルム基板を含み、
前記第1および第2高分子フィルム基板は相互の前記第1面が対向するように配置されており、前記対向するように配置された第1および第2高分子フィルム基板の間には液晶化合物を含む光変調層が存在し、
前記対向するように配置された第1および第2高分子フィルム基板の間隔が四角形の隔壁スペーサーで維持されており、前記第1および第2高分子フィルム基板それぞれの遅相軸と前記四角形の隔壁スペーサーのそれぞれの辺のなす角度は互いに-25度~25度の範囲内であるか、65度~115度の範囲内である、光変調デバイス。 - 前記隔壁スペーサーは正四角形または長方形の隔壁スペーサーである、請求項1に記載の光変調デバイス。
- 前記第1および第2偏光層のそれぞれの吸収軸と前記四角形の隔壁スペーサーのそれぞれの辺のなす角度は互いに-25度~25度の範囲内であるか、65度~115度の範囲内である、請求項1または2に記載の光変調デバイス。
- 前記第1および第2偏光層の吸収軸が互いに垂直である、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。
- 前記第1および第2高分子フィルム基板の遅相軸が互いに水平である、請求項1から4のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記第1および第2高分子フィルム基板はそれぞれ550nm波長に対する面上位相差が500nm以上である、請求項1から5のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記光変調層内の液晶化合物は初期配向が垂直配向であり、前記垂直配向の状態が外部信号の印加によって水平配向状態に変更されるように設計された、請求項1から6のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記光変調層はキラルドーパントを追加で含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記光変調層の厚さが20μm以下である、請求項1から8のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記接着剤層または前記粘着剤層は垂直配向力を有する接着剤を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の光変調デバイス。
- 前記垂直配向力を有する接着剤はシリコーン接着剤である、請求項10に記載の光変調デバイス。
- 前記垂直配向力を有する接着剤は固相の接着剤、半固相の接着剤、弾性接着剤または液相の接着剤である、請求項10に記載の光変調デバイス。
- 前記第1高分子フィルム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。
- 前記接着剤層または前記粘着剤層と前記第1高分子フィルム基板の間および前記液晶配向膜と前記第2高分子フィルム基板の間にはそれぞれ導電層が形成されている、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。
- 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14のいずれか一項に記載の光変調デバイスを含む、自動車。
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