JP7102543B2

JP7102543B2 - 光学デバイスおよびその用途

Info

Publication number: JP7102543B2
Application number: JP2020552233A
Authority: JP
Inventors: フンキム、ナム; ウンキム、ジュン; ジュムン、イン; ヨンリュ、ス; クンジョン、ビョン
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2018-04-26
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2039-04-24
Also published as: US11428968B2; KR20190124560A; EP3786697B1; CN111936921B; US20210157196A1; CN111936921A; EP3786697A1; EP3786697A4; JP2021517991A; KR102183677B1; WO2019209029A1

Description

本出願は光学デバイスおよびその用途に関する。

本出願は２０１８年０４月２６日付韓国特許出願第１０－２０１８－００４８６８４に基づいた優先権の利益を主張し、該当韓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含まれる。

液晶を利用して透過率を可変する光学デバイスに使われる基材は、製品の製作過程および用途に応じて透過度、位相差、ガラス転移温度（Ｔｇ）等を決定することになる。

特許文献１（韓国公開特許公報第１０－２０１７－００６４７４４号）では光学的に透過率が高い基材として、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ、ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＰ、ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルムなどを使っている。

フレキシブル基材を使う場合、耐久性テスト時に温度が変わる過程で基材の形態の変形が起こり、光学デバイスの内部に大気圧よりも低い負圧が形成されて外部の空気が流入し、気泡が発生する問題が発生し得る。したがって、基材の形態の変形時に発生する負圧を解消し、正圧を生成して外部の気泡の流入を根源的に防止できる光学デバイスが必要である。

本出願の課題は、高温と低温の間を変化する環境で、基材の形態の変形により発生し得る負圧を解消し、正圧を生成して外部の気泡の流入を抑制できる光学デバイスを提供することである。

本出願は光学デバイスに関する。以下、添付された図面を参照して本出願の光学デバイスを説明し、添付された図面は例示的なものであって、本出願の光学デバイスは添付された図面に制限されるわけではない。

図１は、本出願の一実施例に係る光学デバイスを例示的に示したものである。図１に示した通り、前記光学デバイスは第１基材層１０、液晶層２０および第２基材層３０を順に含むことができる。前記第１基材層１０および第２基材層３０のうち一つ以上は熱収縮性基材層であり得る。

本明細書で熱収縮性基材層は熱処理時に収縮する特性を有する基材層を意味し得る。本出願の光学デバイスは基材層として熱収縮性基材層を使うことによって、高温と低温の間を変化する環境で、基材層が収縮して光学デバイスの内部に正圧を生成することによって、外部の気泡の流入を抑制することができる。

一つの例示において、前記熱収縮性基材層は下記の数式１の長さ変化率△Ｌが負数であり得る。

［数式１］

前記数式１でＬ_０は基材層の２５℃での一方向の長さであり、Ｌは基材層の８０℃～１５０℃のうちいずれか一つの温度で１分～１８０分のうちいずれか一つの時間での熱処理後の一方向の長さである。

具体的には、前記Ｌは基材層の９０℃～１４０℃、１００℃～１３０℃、１１０℃～１２５℃、または１１５℃～１２５℃のうちいずれか一つの温度で、１０分～１５０分、２０分～１２０分、３０分～９０分、４５分～７５分または５０分～７０分のうちいずれか一つの時間での熱処理後の一方向の長さである。

一実施例において、前記一方向はＭＤ方向であり得る。本明細書でＭＤ方向（ＭａｃｈｉｎｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）は基材層の長さ方向または縦方向を意味し得、ＴＤ方向（ＴｒａｎｓｖｅｒｓｅＤｉｒｅｃｔｉｏｎ）は基材層の幅方向または横方向を意味し得る。また、本明細書で縦方向は基材層を形成するための機械の進行方向を意味し得、横方向は前記基材層の進行方向に垂直な方向を意味し得る。

また、前記熱収縮性基材層はＭＤ方向に収縮する場合、ＴＤ方向には膨張することができる。一つの例示において、前記熱収縮性基材層がＭＤ方向に収縮する場合、ＴＤ方向にはＭＤ方向収縮率の約０．０１倍～０．５倍、０．０５倍～０．２倍水準の膨脹率、具体的には、０．１倍水準の膨脹率で膨張することができる。

本明細書で角度を定義する際に、垂直、平行、直交または水平などの用語を使う場合、これ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するものであって、例えば、製造誤差（ｅｒｒｏｒ）または偏差（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）等を勘案した誤差を含むものである。例えば、前記それぞれの場合は、約±１５度以内の誤差、約±１０度以内の誤差または約±５度以内の誤差を含むことができる。

本明細書で前記基材層の長さ変化率値が負数である場合、熱収縮性基材層と呼称することができ、基材層の長さ変化率値が正数である場合、熱膨張性基材層と呼称することができる。本明細書で熱収縮性基材層の長さ変化率の大きさ、すなわち長さ変化率の絶対値を収縮率と呼称することができ、熱膨張性基材層の長さ変化率の大きさ、すなわち長さ変化率の絶対値を膨脹率と呼称することができる。

一つの例示において、前記熱収縮性基材層の収縮率は０．００１％以上、０．００２％以上、０．００４％以上、０．００６％以上、０．００８％以上または０．０１％以上であり得る。熱収縮性基材層の収縮率が前記範囲内である場合、高温と低温の間を変化する環境で外部の気泡の流入を抑制するのに有利であり得る。

熱収縮性基材層の収縮率が過度に高い場合、液晶セル内部の体積空間が液晶化合物の体積よりも過度に小さくなり、シーラントが破裂するなどの問題によって液晶セルの形態を維持できない可能性がある。また、液晶層にセルギャップの維持のためのスペーサーを含んだ状態で収縮率が過度に高い場合、セルギャップがスペーサーの大きさより大きくなる部分で黒点（ｄａｒｋｓｐｏｔ）の形態で欠陥が発生する恐れがある。熱収縮性基材層の収縮率の上限は前記を考慮して調節され得、例えば、５％以下であり得、具体的には、３％以下、１％以下または０．７％以下であり得る。

一つの例示において、前記第１基材層および第２基材層のうちいずれか一つの基材層が前記熱収縮性基材層であり得る。この時、残りの一つの基材層としては光学デバイスに使われる公知の基材フィルムを使うことができる。このような基材フィルムとしては、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材フィルムが例示され得るが、これに制限されるわけではない。

一つの例示において、前記第１基材層および第２基材層はいずれも前記熱収縮性基材層であり得る。この時、前記第１基材層および第２基材層の長さ変化率はそれぞれ前記範囲を満足する範囲内で調節され得る。このような構造を通じて温度変化または長時間放置時に発生し得る外部の気泡の流入を抑制するのにさらに有利であり得る。一つの例示において、前記第１基材層および第２基材層の長さ変化率は互いに同一または異なり得る。

前記熱収縮性基材層の材料、光学的物性などは数式１の長さ変化率を満足するように適切に選択され得る。

一つの例示において、前記熱収縮性基材層は５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値が３０００ｎｍ以上の位相差フィルムであり得る。このような位相差フィルムを超高位相差フィルム（Ｓｕｐｅｒｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｆｉｌｍ）と呼称することができる。具体的には、前記超高位相差フィルムの５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値は５０００ｎｍ以上、７０００ｎｍ以上、８０００ｎｍ以上、１００００ｎｍ以上または１２０００ｎｍ以上であり得る。また、前記超高位相差フィルムの５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値の上限は５００００ｎｍ以下、４００００ｎｍ以下、３００００ｎｍ以下、２００００ｎｍ以下、１８０００ｎｍ以下または１６０００ｎｍ以下であり得る。前記熱収縮性基材層として前述した範囲内の面内位相差を満足する超高位相差フィルムを使う場合、前記光学デバイスを偏光フィルムと共に使うことによって発生する位相差によるレインボー（ｒａｉｎｂｏｗ）現象を抑制する側面で有利であり得る。

一つの例示において、熱収縮性基材層の種類としては、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）系フィルムを使用することができ、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを使うことができる。この場合、前記超高位相差フィルムの具現に適切であり得る。

他の例示として、前記熱収縮性基材層の種類としては、セルロース（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）系フィルムを使用することができ、好ましくはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを使うことができる。熱収縮性基材層としてＴＡＣフィルムを使う場合、前記光学デバイスを偏光フィルムと共に使うことによって発生する位相差によるレインボー現象を抑制する側面で有利であり得る。

前記トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムの５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値は、本出願の目的を考慮して適切に選択され得、例えば、－１０ｎｍ～１０ｎｍであり得る。本出願の一実施例によれば、面内位相差値が０ｎｍであるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムを使うことができる。

前記のような熱収縮性基材層は、当業界に公知とされている方法で準備することができる。一つの例示において、前記熱収縮性基材層は延伸された高分子フィルムであり得る。一つの例示において、前記熱収縮性基材層としては市販の製品をそのまま使用することができ、具体的には、Ｔｏｙｏｂｏ社のＳＲＦ（Ｓｕｐｅｒｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｆｉｌｍ）、ＦＵＪＩ社のｎｏｎｅＴＡＣフィルムを使うことができる。

前記光学デバイスは高温と低温の間を変化する環境で、基材層が収縮して光学デバイスの内部に大気圧より高い正圧を生成することによって、外部の気泡の流入を抑制することができる。前記高温は例えば９０℃～１００℃内の温度を意味し得、前記低温は例えば－３０℃～－４０℃の温度範囲を意味し得る。本明細書で前記光学デバイスの内部は、第１基材層と第２基材層の間の空間、例えば、液晶層の空間を意味し得る。本明細書で用語「正圧（Ｐｏｓｉｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅ）」は大気圧より高い圧力を意味する。図２に示した通り、光学デバイスの内部に正圧が発生する場合、外部の気泡の流入を抑制することができる。また、本明細書で用語「負圧（Ｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅ）」は大気圧より低い圧力を意味する。図３に示した通り、光学デバイスの内部に負圧が発生する場合、外部の気泡が内部に流入することができる。

前記第１基材層および／または第２基材層の厚さは、例えば１０μｍ～５００μｍ、具体的には３０μｍ～４００μｍ、５０μｍ～３００μｍ、７０μｍ～２００μｍまたは８０μｍ～１００μｍ範囲内であり得る。第１基材層および／または第２基材層の厚さ範囲が前記範囲内である場合、高温と低温の間を変化する環境で外部の気泡の流入を抑制するのにさらに有利であり得る。

前記光学デバイスは電極層をさらに含むことができる。一つの例示において、前記光学デバイスは、第１基材層上に形成された第１電極層（図示されず）および第２基材層上に形成された第２電極層（図示されず）を含むことができる。前記第１電極層は第１基材層と液晶層の間に配置され得、前記第２電極層は第２基材層と液晶層間に配置され得る。

前記第１電極層および／または第２電極層としては透明伝導性層を使うことができる。例えば、前記第１電極層および／または第２電極層としては伝導性高分子、伝導性金属、伝導性ナノワイヤーまたはＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の金属酸化物などを蒸着して形成したものを使うことができる。一実施例に係る前記第１電極層および第２電極層としてはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使うことができる。

前記光学デバイスは配向膜をさらに含むことができる。一つの例示において、前記光学デバイスは、第１電極層上に形成された第１配向膜（図示されず）および第２電極層上に形成された第２配向膜（図示されず）を含むことができる。前記第１配向膜は第１電極層と液晶層の間に配置され得、前記第２配向膜は第２電極層と液晶層間に配置され得る。

前記第１配向膜および第２配向膜としては水平配向膜または垂直配向膜を適用することができる。一つの例示において、前記第１配向膜および第２配向膜はいずれも水平配向膜であり得る。他の一つの例示において、前記第１配向膜および第２配向膜のうちいずれか一つは水平配向膜であり、他の一つは垂直配向膜であり得る。このような第１配向膜および第２配向膜は、前記液晶層２０内に存在する液晶化合物および異方性染料の初期整列状態を制御できる配向力を有することができる。例えば、前記第１配向膜および第２配向膜としては、ラビング配向膜のように接触式配向膜または光配向膜化合物を含めて、直線偏光照射などのような非接触式方式によって配向特性を示すことができるものとして公知とされている配向膜を使うことができる。

前記液晶層は電圧の印加の有無により透過率を可変できる。液晶層の透過率の可変範囲は後述する光学デバイスの用途に応じて適切に選択され得る。

一つの例示において、前記液晶層２０内液晶化合物および異方性染料の初期整列状態が垂直配向された状態である場合、初期電圧が印加されていない状態で透過モードを具現することができ、電圧の印加後に遮断モードを具現することができる。他の一つの例示において、前記液晶層２０内液晶化合物および異方性染料の初期整列状態が水平配向された状態である場合、初期電圧が印加されていない状態で非透過モードを具現することができ、電圧の印加後に透過モードを具現することができる。

一つの例示において、前記液晶層２０は電圧の印加により、透過率が４０％以上である透過モードと透過率が４０％未満である非透過モードの間をスイッチングできる。一つの具体的な例示において、前記光学デバイスを後述するサンルーフに適用する場合、液晶層は電圧の印加により、透過率が１５％以上である透過モードと透過率が１％以下である非透過モードの間をスイッチングできる。

前記液晶層２０は液晶化合物を含むことができる。前記液晶化合物としては、外部電圧の印加によってその配向方向が変更され得る液晶化合物を、特に制限なく使うことができる。前記液晶としては、例えばスメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶またはコレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶などを使うことができる。また、外部電圧の印加によってその配向方向が変更され得るように、前記液晶は例えば重合性基または架橋性基を有さない化合物であり得る。

また、前記液晶層２０は異方性染料をさらに含むことができる。前記異方性染料は光学デバイスの遮光率を改善して透過率可変に寄与することができる。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または全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得る。また、本明細書で、用語「異方性染料」は前記可視光領域の少なくとも一部または全範囲で光の異方性吸収が可能な物質を意味し得る。前記異方性染料としては、例えば、液晶の整列状態に応じて整列され得特性を有すると知られている公知の染料を選択して使用することができ、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋｄｙｅ）を使うことができる。このような黒色染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などとして公知されているが、これに制限されるものではない。

前記液晶層２０は側面にシーラント４０をさらに含むことができる。前記シーラント４０は液晶層２０から液晶が漏れることを防止し、セルギャップを一定の間隔で維持させ、堅固に接合させる役割をすることができる。前記シーラント４０は前記液晶層２０の両面に接する部材に隣接して存在することができる。前記液晶層２０の両面に接する部材は第１基材層１０および第２基材層３０であり得、または第１配向膜および第２配向膜であるか、または第１電極層および第２電極層であり得る。前記シーラント４０は硬化性樹脂を含むことができる。前記硬化性樹脂としては紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂などを使うことができる。

液晶を利用した光学デバイスの駆動モードは特に制限されず、例えば、ＤＳ（ＤｙｎａｍｉｃＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ）モード、ＥＣＢ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＣｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－ＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ－ＦｉｅｌｄＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）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。

前記光学デバイスは前記液晶層を１個含む単一の液晶セル構造で駆動されるか、または前記液晶層を２個以上含む多層液晶セルの構造で駆動され得る。また、前記光学デバイスは吸収型偏光フィルム、反射型偏光フィルム、鏡反射特性の反射層、１／４波長板または１／２波長板などの公知の機能性層と共に使われて透過率可変特性を調節することができる。

本出願はさらに、前記光学デバイスの用途に関する。例示的な光学デバイスは高温と低温の間を変化する環境で、基材層が収縮して光学デバイスの内部に正圧を生成することによって、外部の気泡の流入を抑制することができる。

このような光学デバイスは、例えば、透過率可変デバイスとして使われ得る。透過率可変デバイスとしては例えば、サングラス、ＡＲ（ＡｒｇｕｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ）またはＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）等のアイウェア（ｅｙｅｗｅａｒ）；建物の外壁用スマートウインドウ（ｓｍａｒｔｗｉｎｄｏｗ）；または車両用サンルーフ、フロントドアウインドウ（ｆｒｏｎｔｄｏｏｒｗｉｎｄｏｗ）、リアドアウインドウ（ｒｅａｒｄｏｏｒｗｉｎｄｏｗ）、バックライト（ｂａｃｋｌｉｔｅ）、ウインドシールド（ｗｉｎｄｓｈｉｅｌｄ）等が例示され得るが、これに制限されるものではない。

一つの具体的な例示において、前記光学デバイスは車両用サンルーフとして使われ得る。例えば、自動車は一つ以上の開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）が形成されている車体および前記開口部に装着された光学デバイスを含むことができる。前記のようなサンルーフを構成する方式は特に制限されず、前記光学デバイスが使われる限り通常の方式が適用され得る。

本出願は高温と低温の間を変化する環境で、基材の形態の変形により発生し得る負圧を解消し、正圧を生成して外部の気泡の流入を抑制できる光学デバイスを提供することができる。このような光学デバイスは多様な透過度可変デバイスとして使われ得る。

本出願の一実施例に係る光学デバイスを例示的に示した図面である。

本出願において、光学デバイスの内部に正圧が発生する場合を説明するために例示的に示した図面である。

本出願において、光学デバイスの内部に負圧が発生する場合を説明するために例示的に示した図面である。

実施例１の光学デバイスの熱処理前の初期状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

実施例１の光学デバイスの熱処理を繰り返した後の状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

比較例１の光学デバイスの熱処理前の初期状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

比較例１の光学デバイスの熱処理を繰り返した後の状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

比較例２の光学デバイスの熱処理前の初期状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

比較例２の光学デバイスの熱処理を繰り返した後の状態をデジタルカメラを利用して撮影したイメージである。

ＴＭＡ装備の詳細図である。

以下、実施例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲は下記の実施例によって制限されるものではない。

測定例１．基材層の熱処理後収縮率測定

基材層に対して、ＴＡｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＱ４００商品名のＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ）装備を利用して、２５℃～１２０℃条件で、試料に５℃温度を変化させながら示される長さ変化を測定する方式で熱収縮率を測定した。前記熱収縮率は試料の長さ変化に基づき、実施例および比較例項目での長さ変化率は１２０℃温度で１時間放置後に測定された長さ変化率を意味する。基材層の試料の面積は６００ｍｍ×３００ｍｍであり、厚さは８０μｍとなるように準備した。

具体的には、試料の長さ変化率は熱膨張係数測定機（ＴＭＡ）により測定される。ＴＭＡとは、試料（Ｓａｍｐｌｅ）を与えられた温度条件で加熱または冷却した場合、与えられた荷重下で示される試料の変形を温度および時間の関数で測定する測定法である。図１０に示した通り、温度による熱変形が殆どない石英ステージとプローブ間に試料を押す力は０．０５Ｎであり、調節可能である。温度を制御して試料によるプローブの位置変化をＬＶＤＴの電気信号で測定する。

－力の印加範囲：０．００１Ｎ～２Ｎ

－温度範囲：－１５０～１０００℃

－解像度：１５ｎｍ

－感度：２０ｎｍ以下

前記方法により、熱処理後の基材層の長さ変化率を、下記の数式１により測定し、その結果を下記の表１に表した。

［数式１］

前記数式１で、Ｌ_０は基材層の２５℃でのＭＤ方向の長さであり、Ｌは基材層の１２０℃で１時間の熱処理後のＭＤ方向の長さである。

実施例１

第１基材層および第２基材層として、それぞれ評価例１の長さ変化率が－０．６２％である熱収縮性基材層を準備した。前記熱収縮性基材層は５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値が９０００ｎｍであり、厚さが８０μｍであるＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム（ＳＲＦ（Ｓｕｐｅｒｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎｆｉｌｍ）、Ｔｏｙｏｂｏ社製）である。

第１基材層および第２基材層上にそれぞれＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ－ｔｉｎ－ｏｘｉｄｅ）を２００ｎｍ厚さで蒸着して第１および第２電極層を形成した。第１電極層および第２電極層上にそれぞれ水平配向膜（ＳＥ－７４９２、Ｎｉｓｓａｎｃｈｅｍｉｃａｌ社製）を３００μｍ厚さでコーティングおよび硬化して第１および第２配向膜を形成した。

第１配向膜の外周にシーラントを塗布し、前記シーラントの内部領域に液晶（ＭＤＡ１４－４１４５、Ｍｅｒｃｋ社製）を塗布し、第２配向膜を合紙して光学デバイスを製造した。製造されたデバイスの面積は６００ｍｍ×３００ｍｍであり、セルギャップは１２μｍである。

実施例２

第１基材層および第２基材層として、それぞれ評価例１の長さ変化率が－０．０１％であり、厚さが８０μｍであるＴＡＣフィルム（Ｎｏｎｅ、ＦＵＪＩ社製）を使ったことを除いては実施例１と同じ方式で光学デバイスを製作した。

比較例１

第１基材層および第２基材層として、それぞれ評価例１の長さ変化率が＋０．１５％であり、厚さが１００μｍであるＰＣ１（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム（Ｔｅｉｇｉｎ社製）を使ったことを除いては実施例１と同じ方式で光学デバイスを製作した。

比較例２

第１基材層および第２基材層として、それぞれ評価例１の長さ変化率が＋０．１６％であり、厚さが１００μｍであるＰＣ２（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルム（Ｋｅｉｗａ社製）を使ったことを除いては実施例１と同じ方式で光学デバイスを製作した。

比較例３

第１基材層および第２基材層として、それぞれ評価例１の長さ変化率が＋０．１１％であり、厚さが１００μｍであるＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ－ＯｌｅｆｉｎＣｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルム（ＺＦ１４、Ｚｅｏｎ社製）を使ったことを除いては実施例１と同じ方式で光学デバイスを製作した。

評価例１．高温耐久性評価

実施例および比較例の光学デバイスに対して、９０℃の高温から－４０℃の低温に１０回サイクリングテスト（Ｃｙｃｌｉｎｇｔｅｓｔ）を遂行した後、光学デバイスの内部に気泡の発生の有無を観察し、その結果を下記の表１に表した。光学デバイスの内部に発生した気泡は肉眼でも観察可能であり、これをデジタルカメラで撮影したイメージを図４～図９に示した。

下記の表１に示した通り、熱収縮性基材層を使った実施例１および２の場合は光学デバイスの内部に気泡が発生しなかったのであるが、熱膨張性基材層を使った比較例１～３の場合は光学デバイスの内部に気泡が発生した。

図４および図５は、それぞれ実施例１の熱処理前の初期状態およびサイクリングテスト１０回後の状態をデジタルカメラで撮影したイメージである。図６および図７は、それぞれ比較例１の熱処理前の初期状態およびサイクリングテスト１０回後の状態をデジタルカメラで撮影したイメージである。図８および図９は、それぞれ比較例２の熱処理前の初期状態およびサイクリングテスト１０回後の状態をデジタルカメラで撮影したイメージである。図４および図５に示した通り、実施例１はサイクリングテスト後にも肉眼で観察される気泡が発生しなかったのであるが、図６～図９に示した通り、比較例１および比較例２はサイクリングテスト後に肉眼で観察される気泡が発生した。

１０：第１基材層
２０：液晶層
３０：第２基材層
４０：シーラント
１０１：ロード（Ｌｏａｄ）
１０２：ＬＶＤＴ（Ｌｉｎｅａｒｖａｒｉａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）
１０３：位置に関する信号（Ｓｉｇｎａｌｒｅｌａｔｅｄｔｏｐｏｓｉｔｉｏｎ）
１０４：熱電対（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）
１０５：プローブ（Ｐｒｏｂｅ）
１０６：試料（Ｓａｍｐｌｅ）
１０７：ファーネス（Ｆｕｒｎａｃｅ）

Claims

第１基材層、液晶層および第２基材層を順に含み、
前記第１基材層および前記第２基材層のうち一つ以上は熱収縮性基材層であり、
前記熱収縮性基材層は、前記一方向に収縮し、前記一方向に垂直な方向に前記一方向への収縮率の０．０１倍～０．５倍の膨張率で膨張する、
光学デバイス。
前記第１基材層および前記第２基材層のそれぞれが前記熱収縮性基材層である、請求項１に記載の光学デバイス。
前記熱収縮性基材層は下記の数式１の長さ変化率△Ｌが負数であり、
［数式１］

前記数式１で、Ｌ_０は基材層の２５℃での前記一方向の長さであり、Ｌは基材層の８０℃～１５０℃のうちいずれか一つの温度で１分～１８０分のうちいずれか一つの時間で熱処理後の前記一方向の長さである、請求項１または２に記載の光学デバイス。
前記一方向はＭＤ方向である、請求項３に記載の光学デバイス。
前記熱収縮性基材層は長さ変化率の絶対値が０．００１％以上である、請求項３または４に記載の光学デバイス。
前記熱収縮性基材層は長さ変化率の絶対値が５％以下である、請求項３から５の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記熱収縮性基材層は５５０ｎｍ波長の光に対する面内位相差値が３０００ｎｍ以上の位相差フィルムである、請求項１から６の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記熱収縮性基材層は
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムまたはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルムである、請求項１から７の何れか一項に記載の光学デバイス。
９０℃～１００℃の高温と－３０℃～－４０℃の低温の間の温度変化時に内部に大気圧より高い正圧を有する、請求項１から８の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記第１基材層および前記第２基材層上にそれぞれ形成される第１電極層および第２電極層をさらに含む、請求項１から９の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記第１電極層および前記第２電極層上にそれぞれ形成される第１配向膜および第２配向膜をさらに含む、請求項１０に記載の光学デバイス。
前記液晶層は電圧の印加により、透過率が４０％以上である透過モードと透過率が４０％未満である非透過モードの間をスイッチングする、請求項１から１１の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記液晶層はスメクチック（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）液晶化合物を含む、請求項１から１２の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記液晶層は異方性染料をさらに含む、請求項１から１３の何れか一項に記載の光学デバイス。
前記液晶層は側面にシーラントをさらに含む、請求項１から１４の何れか一項に記載の光学デバイス。