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公開番号2024130908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023040866
出願日2023-03-15
発明の名称液晶素子、照明装置
出願人スタンレー電気株式会社
代理人弁理士法人むつきパートナーズ
主分類G02F 1/1337 20060101AFI20240920BHJP(光学)
要約【課題】垂直配向型の液晶素子における透過率のバラつきを抑制すること。
【解決手段】互いの一面側を向かい合わせて配置された第1基板及び第2基板と、前記第1基板の一面側に配置されており第1配向容易軸を有する第1垂直配向膜と、前記第2基板の一面側に配置されており第2配向容易軸を有する第2垂直配向膜と、カイラル材を含有し、電圧無印加時に略垂直配向であり、前記第1垂直配向膜と前記第2垂直配向膜との間に配置された液晶層と、を含み、前記第1垂直配向膜及び前記第2垂直配向膜は、各々、無機配向膜を用いて構成されており、前記第1配向容易軸と前記第2配向容易軸は、平面視で交差して配置されており、当該交差の角度が前記カイラル材のカイラルピッチに応じて定まる捻れ角に対して±5°の範囲内に設定されている、液晶素子である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
互いの一面側を向かい合わせて配置された第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面側に配置されており第１配向容易軸を有する第１垂直配向膜と、
前記第２基板の一面側に配置されており第２配向容易軸を有する第２垂直配向膜と、
カイラル材を含有し、電圧無印加時に略垂直配向であり、前記第１垂直配向膜と前記第２垂直配向膜との間に配置された液晶層と、
を含み、
前記第１垂直配向膜及び前記第２垂直配向膜は、各々、無機配向膜を用いて構成されており、
前記第１配向容易軸と前記第２配向容易軸は、平面視で交差して配置されており、当該交差の角度が前記カイラル材のカイラルピッチに応じて定まる捻れ角に対して±５°の範囲内に設定されている、
液晶素子。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記カイラル材のピッチｐと前記液晶層の層厚ｄとの比ｄ／ｐが０．１８７以上０．２２９以下である、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】
前記カイラル材のカイラルピッチに応じて定まる前記捻れ角が６９．９°以上７９．９°以下である、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項４】
前記第１配向容易軸と前記第２配向容易軸とのなす角度が６２．３２°以上８７．４４°以下である、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項５】
前記第１基板及び前記第２基板を挟んで対向配置されており、互いの透過軸が略直交している一対の偏光板を更に含み、
前記第１配向容易軸と前記第２配向容易軸は、前記一対の偏光板の透過軸の各々に対して略４５°の方向を挟んで略対称に配置されている、
請求項１～４の何れか１項に記載の液晶素子。
【請求項６】
前記第１配向容易軸は、前記第１垂直配向膜に施された配向処理の方向と略一致しており、
前記第２配向容易軸は、前記第２垂直配向膜に施された配向処理の方向と略一致している、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項７】
前記第１垂直配向膜及び前記第２垂直配向膜の各々は、シロキサン系垂直配向膜である、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項８】
前記第１垂直配向膜と前記第２垂直配向膜の各々と前記液晶層との界面におけるプレティルト角が８０°以上９０°未満である、
請求項１に記載の液晶素子。
【請求項９】
請求項１に記載の液晶素子と、
前記液晶素子に光を入射させる光源と、
を含む、照明装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、液晶素子、照明装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－１２８４４９号公報（特許文献１）には、光源と、光源を出射した光の光路上に配置された液晶素子と、液晶素子を出射した光が入射するレンズであって液晶素子の配置位置近傍が焦点位置となるレンズとを有する照明装置が記載されている。この照明装置における液晶素子は、各々に電極及び垂直配向膜が配置された第１基板及び第２基板と、誘電率異方性が負の液晶材料を用いて形成された液晶層を有して構成された垂直配向型の液晶素子であり、第１基板の電極と第２基板の電極の間に電圧を印加したときの液晶層の捻じれ角は７０°～１２０°である。
【０００３】
ところで、上記のような液晶素子において、例えば無機配向膜などの比較的に配向規制力の弱い垂直配向膜を用いた場合に、電気光学特性における透過率のバラつきが大きくなる傾向がみられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１２８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示に係る具体的態様は、垂直配向型の液晶素子における透過率のバラつきを抑制することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本開示に係る一態様の液晶素子は、（ａ）互いの一面側を向かい合わせて配置された第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に配置されており第１配向容易軸を有する第１垂直配向膜と、（ｃ）前記第２基板の一面側に配置されており第２配向容易軸を有する第２垂直配向膜と、（ｄ）カイラル材を含有し、電圧無印加時に略垂直配向であり、前記第１垂直配向膜と前記第２垂直配向膜との間に配置された液晶層と、を含み、（ｅ）前記第１垂直配向膜及び前記第２垂直配向膜は、各々、無機配向膜を用いて構成されており、（ｆ）前記第１配向容易軸と前記第２配向容易軸は、平面視で交差して配置されており、当該交差の角度が前記カイラル材のカイラルピッチに応じて定まる捻れ角に対して±５°の範囲内に設定されている、液晶素子である。
［２］本開示に係る一態様の照明装置は、前記［１］の液晶素子と、この液晶素子に光を入射させる光源と、を含む、照明装置である。
【０００７】
上記構成によれば、垂直配向型の液晶素子やこれを用いる照明装置における透過率のバラつきを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、一実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。
図２は、液晶素子の配向容易軸と各偏光板の透過軸との位置関係を説明するための図である。
図３は、比較例の液晶素子の配向容易軸と各偏光板の透過軸との位置関係を説明するための図である。
図４は、比較例の液晶素子に対して１２Ｖの駆動電圧を印加した際の透過率と、当該液晶素子を照明装置に配置して測定した投影輝度との関係性を示すグラフである。
図５は、比較例の液晶素子における透過率の方位角依存性を測定した際の測定光学系を説明するための図である。
図６は、比較例の液晶素子における透過率の方位角依存性（配向方位）の測定結果を示すグラフである。
図７（Ａ）は、配向膜の違いによる影響の検証結果を説明するための図である。図７（Ｂ）は、カイラル材の有無による影響の検証結果を説明するための図である。
図８は、方位角方位の液晶分子の配向分布の印加電圧依存性の計算結果である。
図９は、アンチパラレル配向とクロス配向での検証結果を説明するための図である。
図１０は、比較例の液晶素子における電気光学特性のｄ／ｐ依存性を示す図である。
図１１は、本実施形態の液晶素子における透過率の方位角依存性（配向方位）の測定結果を示すグラフである。
図１２（Ａ）は、液晶素子の電圧印加時の液晶分子の様子を模式的に示す図である。図１２（Ｂ）は、平面視での液晶分子の配向方位を概略的に示す図である。
図１３は、一実施形態の車両用灯具システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、一実施形態の液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。図示のように、本実施形態の液晶素子１０は、この液晶素子１０は、例えば光源と組み合わせて表示装置あるいは照明装置などとして用いられるものである。
【００１０】
第１基板１１と第２基板１２は、互いの一面側を向かい合わせ、相互間に隙間（例えば数μｍ程度の隙間）を設けて配置されており、互いに貼り合わされている。第１基板１１及び第２基板１２としては、少なくとも可視光に対して透明（高透過率）なガラス基板やプラスチック基板が好適に用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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