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公開番号2025084183
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2023197865
出願日2023-11-22
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 20060101AFI20250527BHJP(光学)
要約【課題】導光損失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】一本実施形態によれば、液晶光学素子は、透明基板と、前記透明基板の上方に配置され、コレステリック液晶を有し、前記コレステリック液晶の旋回方向と同じ向きの第1円偏光を反射するように構成された液晶層と、前記液晶層の上に配置され、前記第1円偏光とは逆向きの第2円偏光の偏光状態を制御し、前記液晶層を透過した前記第2円偏光を全反射し前記第2円偏光として前記液晶層に出射するように構成された偏光制御層と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
透明基板と、
前記透明基板の上方に配置され、コレステリック液晶を有し、前記コレステリック液晶の旋回方向と同じ向きの第1円偏光を反射するように構成された液晶層と、
前記液晶層の上に配置され、前記第1円偏光とは逆向きの第2円偏光の偏光状態を制御し、前記液晶層を透過した前記第2円偏光を全反射し前記第2円偏光として前記液晶層に出射するように構成された偏光制御層と、
を備えている、液晶光学素子。
続きを表示(約 710 文字)【請求項2】
前記偏光制御層は、前記液晶層に対向する第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、を有し、
前記第2面は、前記偏光制御層よりも低い屈折率を有する低屈折率層に接している、
請求項1に記載の液晶光学素子。
【請求項3】
透明基板と、
コレステリック液晶を有し、前記コレステリック液晶の旋回方向と同じ向きの第1円偏光を反射し前記第1円偏光とは逆向きの第2円偏光を透過するように構成された液晶層と、
前記透明基板と前記液晶層との間に配置された偏光制御層と、を備え、
前記偏光制御層は、前記液晶層で反射された前記第1円偏光を2回透過し前記第1円偏光として前記液晶層に出射するように構成されている、液晶光学素子。
【請求項4】
前記偏光制御層は、前記液晶層に対向する第1面と、前記第1面とは反対側で前記透明基板に対向する第2面と、を有している、
請求項3に記載の液晶光学素子。
【請求項5】
前記偏光制御層は、一軸異方性を有する薄膜である、
請求項1または3に記載の液晶光学素子。
【請求項6】
前記偏光制御層は、ネマティック液晶を有する薄膜である、
請求項1または3に記載の液晶光学素子。
【請求項7】
前記液晶層は、2~5μmの厚さを有している、
請求項1または3に記載の液晶光学素子。
【請求項8】
前記偏光制御層は、前記液晶層と同等の厚さまたは前記液晶層の厚さより小さい厚さを有している、
請求項1または3に記載の液晶光学素子。

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では、所望の光学性能を実現する上で、格子周期、液晶層の屈折率異方性(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、液晶層の厚さといった各種パラメータが調整される。
透明基板の内部で全反射を繰り返しながら導光する液晶光学素子においては、光が外部に漏れ出す導光損失を抑制することが要望されている。
【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】
実施形態の目的は、導光損失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】
一実施形態によれば、液晶光学素子は、
透明基板と、前記透明基板の上方に配置され、コレステリック液晶を有し、前記コレステリック液晶の旋回方向と同じ向きの第1円偏光を反射するように構成された液晶層と、前記液晶層の上に配置され、前記第1円偏光とは逆向きの第2円偏光の偏光状態を制御し、前記液晶層を透過した前記第2円偏光を全反射し前記第2円偏光として前記液晶層に出射するように構成された偏光制御層と、を備えている。
【0006】
一実施形態によれば、液晶光学素子は、
透明基板と、コレステリック液晶を有し、前記コレステリック液晶の旋回方向と同じ向きの第1円偏光を反射し前記第1円偏光とは逆向きの第2円偏光を透過するように構成された液晶層と、前記透明基板と前記液晶層との間に配置された偏光制御層と、を備え、前記偏光制御層は、前記液晶層で反射された前記第1円偏光を2回透過し前記第1円偏光として前記液晶層に出射するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1は、液晶光学素子100の一構成例を模式的に示す断面図である。
図2は、液晶層3に含まれるコレステリック液晶CLの一例を説明するための図である。
図3は、液晶層3における液晶分子の配向パターンを模式的に示す平面図である。
図4は、図1に示した偏光制御層4の一例を説明するための図である。
図5は、図1に示した液晶光学素子100において光が伝播される様子を説明するための図である。
図6は、比較例の液晶光学素子100において光が伝播される様子を説明するための図である。
図7は、実験条件を説明するための図である。
図8は、実験結果を示す図である。
図9は、液晶光学素子100の他の構成例を模式的に示す断面図である。
図10は、図9に示した偏光制御層4の一例を説明するための図である。
図11は、図9に示した液晶光学素子100において光が伝播される様子を説明するための図である。
図12は、液晶光学素子100の他の構成例を模式的に示す断面図である。
図13は、図12に示した液晶光学素子100において光が伝播される様子を説明するための図である。
【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。X軸に沿った方向を第1方向Xと称し、Y軸に沿った方向を第2方向Yと称し、Z軸に沿った方向を第3方向Z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。X軸及びY軸は、液晶光学素子を構成する透明基板に平行であり、Z軸は、液晶光学素子の厚さ方向に相当する。
【0010】
図1は、液晶光学素子100の一構成例を模式的に示す断面図である。
(【0011】以降は省略されています)

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