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公開番号2024125440
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2021128317
出願日2021-08-04
発明の名称液晶光学素子及びその製造方法
出願人株式会社ジャパンディスプレイ,国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G02B 5/30 20060101AFI20240911BHJP(光学)
要約【課題】所望の反射性能を得ることが可能な液晶光学素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態の液晶光学素子は、第1主面と、前記第1主面と対向する第2主面と、を有する光導波部と、前記第2主面に配置された配向膜と、前記配向膜に重なり、コレステリック液晶を有し、前記光導波部を介して入射した光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する液晶層と、前記液晶層に重なり、水溶性ポリマーまたはフッ素系樹脂によって形成された透明な第1保護層と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、を有する光導波部と、
前記第２主面に配置された配向膜と、
前記配向膜に重なり、コレステリック液晶を有し、前記光導波部を介して入射した光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する液晶層と、
前記液晶層に重なり、水溶性ポリマーまたはフッ素系樹脂によって形成された透明な第１保護層と、
を備える、液晶光学素子。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記コレステリック液晶は、前記配向膜に近接する第１領域において第１螺旋ピッチを有し、前記第１領域と前記第１保護層との間の第２領域において第２螺旋ピッチを有し、
前記第１螺旋ピッチと前記第２螺旋ピッチとの差は、２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記液晶層は、前記第１保護層を構成する成分を含まない、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
前記第１保護層は、ポリビニルアルコールによって形成されている、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記液晶層の厚さは、前記第１保護層の厚さより厚い、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
前記液晶層は、
前記コレステリック液晶からなる第１層と、
前記コレステリック液晶からなる第２層と、を備え、
前記第１層及び前記第２層において、前記コレステリック液晶は、同等の螺旋ピッチを有し、逆回りに旋回している、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項７】
さらに、前記第１保護層に対向する透明な第１カバー部材と、
前記第１保護層と前記第１カバー部材との間に空間を形成した状態で前記第１カバー部材を支持する支持体と、を備える、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項８】
さらに、前記光導波部に対向する第２カバー部材を備え、
前記支持体は、前記光導波部と前記第２カバー部材との間に空間を形成した状態で前記第２カバー部材を支持している、請求項７に記載の液晶光学素子。
【請求項９】
さらに、前記第１保護層に重なる透明な第２保護層を備え、
前記第２保護層は、前記第１保護層とは異なる材料によって形成され、
前記第２保護層の透湿度は、前記第１保護層の透湿度より小さい、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項１０】
さらに、前記第２保護層に対向する透明な第１カバー部材と、
前記第２保護層と前記第１カバー部材との間に空間を形成した状態で前記第２保護層及び前記第１カバー部材を支持する支持体と、を備える、請求項９に記載の液晶光学素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶光学素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶材料を用いた液晶偏光格子が提案されている。このような液晶偏光格子は、波長λの光が入射した際に、入射光を０次回折光及び１次回折光に分割するものである。液晶材料を用いた光学素子では、格子周期の他に、液晶層の屈折率異方性Δｎ（液晶層の異常光に対する屈折率ｎｅと常光に対する屈折率ｎｏとの差分）、及び、液晶層の厚さｄといったパラメータの調整が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１７－５２２６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態の目的は、所望の反射性能を得ることが可能な液晶光学素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の液晶光学素子は、
第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面と、を有する光導波部と、前記第２主面に配置された配向膜と、前記配向膜に重なり、コレステリック液晶を有し、前記光導波部を介して入射した光の少なくとも一部を前記光導波部に向けて反射する液晶層と、前記液晶層に重なり、水溶性ポリマーまたはフッ素系樹脂によって形成された透明な第１保護層と、を備える。
【０００６】
本実施形態の液晶光学素子の製造方法は、
光導波部の上に配向膜を形成し、前記配向膜の上にコレステリック液晶を有する液晶層を形成し、前記液晶層の上に、ポリビニルアルコールを純水に溶かした水溶液を塗布した後に乾燥し、第１保護層を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態１に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図２は、液晶層３の構造を模式的に示す断面図である。
図３は、液晶光学素子１００を模式的に示す平面図である。
図４は、本実施形態における液晶層３を模式的に示す図である。
図５は、第１保護層１１を形成する前後での透過スペクトルの測定結果を示す図である。
図６は、実施形態１に係る液晶光学素子１００の変形例を模式的に示す断面図である。
図７は、実施形態２に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図８は、実施形態３に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図９は、実施形態４に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図１０は、実施形態５に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図１１は、実施形態６に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
図１２は、太陽電池装置２００の外観の一例を示す図である。
図１３は、太陽電池装置２００の動作を説明するための図である。
図１４は、液晶層３の反射スペクトルの測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｚ軸に沿った方向をＺ方向または第１方向Ａ１と称し、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向または第２方向Ａ２と称し、Ｘ軸に沿った方向をＸ方向または第３方向Ａ３と称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ軸及びＺ軸によって規定される面をＸ－Ｚ平面と称し、Ｙ軸及びＺ軸によって規定される面をＹ－Ｚ平面と称する。
【００１０】
（実施形態１)
図１は、実施形態１に係る液晶光学素子１００を模式的に示す断面図である。
液晶光学素子１００は、光導波部１と、配向膜２と、液晶層３と、第１保護層１１と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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