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公開番号2024125441
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2021128318
出願日2021-08-04
発明の名称液晶光学素子
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】光の利用効率の低下を抑制することが可能な液晶光学素子を提供する。
【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、前記液晶層よりも低い屈折率を有する第1低屈折率層を介して前記液晶層に対向する透明な第1カバー部材と、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、
前記液晶層よりも低い屈折率を有する第１低屈折率層を介して前記液晶層に対向する透明な第１カバー部材と、を備える、液晶光学素子。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
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３】
さらに、前記液晶層と前記第１カバー部材との間に前記第１低屈折率層が介在した状態で前記第１カバー部材の周縁部を前記液晶層に接着する第１接着剤を備える、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
さらに、前記光導波部よりも低い屈折率を有する第２低屈折率層を介して前記光導波部に対向する透明な第２カバー部材を備える、請求項３に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
さらに、前記光導波部と前記第２カバー部材との間に前記第２低屈折率層が介在した状態で前記第２カバー部材の周縁部を前記光導波部に接着する第２接着剤を備える、請求項４に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
さらに、前記液晶層と前記第１カバー部材との間に前記第１低屈折率層が介在した状態で前記第１カバー部材を支持する支持体を備える、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項７】
さらに、前記光導波部よりも低い屈折率を有する第２低屈折率層を介して前記光導波部に対向する透明な第２カバー部材を備える、請求項６に記載の液晶光学素子。
【請求項８】
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前記第２低屈折率層が介在した状態で前記第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、前記光導波部、前記配向膜、及び、前記液晶層の積層体と前記支持体との間、前記第１カバー部材と前記支持体との間、及び、前記第２カバー部材と前記支持体との間にそれぞれ介在した緩衝材を備える、請求項８に記載の液晶光学素子。
【請求項１０】
さらに、前記液晶層及び前記第１カバー部材に接し、前記第１低屈折率層で囲まれた第１主スペーサを備える、請求項１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、液晶光学素子に関する。
続きを表示（約 2,000 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、光の利用効率の低下を抑制することが可能な液晶光学素子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、前記液晶層よりも低い屈折率を有する第１低屈折率層を介して前記液晶層に対向する透明な第１カバー部材と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
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、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５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６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７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８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９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１０は、実施形態７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、太陽電池装置２００の外観の一例を示す図である。
図１２は、図１１に示した太陽電池装置２００の動作を説明するための図である。
図１３は、太陽電池装置２００の外観の他の例を示す図である。
図１４は、図１３に示した太陽電池装置２００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
（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カバー部材２１と、第１接着剤ＡＤ１と、を備えている。
【００１０】
光導波部１は、光を透過する透明部材、例えば、透明なガラス板または透明な合成樹脂板によって構成されている。光導波部１は、例えば、可撓性を有する透明な合成樹脂板によって構成されていてもよい。光導波部１は、任意の形状を取り得る。例えば、光導波部１は、湾曲していてもよい。光導波部１の屈折率は、例えば、空気の屈折率よりも大きい。光導波部１は、例えば、窓ガラスとして機能する。
（【００１１】以降は省略されています）

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