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公開番号2025162862
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-28
出願番号2024066330
出願日2024-04-16
発明の名称位相差素子、円偏光板、及び光学部品
出願人AGC株式会社
代理人個人
主分類G02B 5/30 20060101AFI20251021BHJP(光学)
要約【課題】広い入射角及び入射方位角で位相差素子に入射する光の偏光状態を、高い楕円率で変換可能な位相差素子を提供する。
【解決手段】本位相差素子は、第1の位相差層と、前記第1の位相差層の上に配置される第2の位相差層と、を有し、前記第1の位相差層では、上面視において、面内の位置によらず、光学軸方向及びリタデーションの双方が揃っており、前記第2の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーションが揃っており、面内の位置によって光学軸方向が異なっている。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
第１の位相差層と、
前記第１の位相差層の上に配置される第２の位相差層と、を有し、
前記第１の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーション及び光学軸方向の双方が揃っており、
前記第２の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーションが揃っており、面内の位置によって光学軸方向が異なっている、位相差素子。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
三次元曲面形状を含み、
前記三次元曲面形状の面の傾斜方向と傾斜角度に応じて、面垂直視した光学軸方向が異なっている、請求項１に記載の位相差素子。
【請求項３】
前記第１の位相差層及び前記第２の位相差層のそれぞれは、高分子化された液晶を含み、
前記第１の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーション及び配向軸方向の双方が揃っており、
前記第２の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーションが揃っており、面内の位置によって配向軸方向が異なっている、請求項１に記載の位相差素子。
【請求項４】
前記第１の位相差層及び前記第２の位相差層の少なくとも一方に含まれる前記液晶の配向は、前記位相差素子の法線方向にねじれている、請求項３に記載の位相差素子。
【請求項５】
前記第２の位相差層は、上面視において、配向軸方向が互いに異なる複数の領域を含み、
前記複数の領域は、上面視において、モザイク状に配置され、
上面視における前記複数の領域それぞれの内側では、面内の位置によらず配向軸方向が揃っており、
前記複数の領域それぞれの配向軸方向は、上面視において、面内における前記複数の領域それぞれの位置に応じて異なっている、請求項４に記載の位相差素子。
【請求項６】
波長が５５０ｎｍの光が下方から前記位相差素子に垂直に入射したとき、
前記第１の位相差層において、前記光に対するリタデーションが７０．５ｎｍ以上で１０７．７ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が６．０°以上２７．０°以下であり、
前記第２の位相差層において、前記光に対するリタデーションが１９３．７ｎｍ以上で２６５．５ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が－１１２．５°以上で－９５．０°以下である場合に、
前記第１の位相差層の配向軸方向と、前記第２の位相差層の配向軸方向との差は、－６０．９°以上－３８．９°以下である、請求項４に記載の位相差素子。
【請求項７】
上面視における前記第１の位相差層において、前記第１の位相差層の配向軸方向を反時計回りに４９．４°回転させた方向を基準方向とし、
上面視における前記第２の位相差層において、前記第２の位相差層の配向軸方向が前記基準方向から－１１．５°以上１０．５°以下の点を第１の点とし、振幅をＡｍとしたときに、前記第１の点を回転中心に、反時計回りに回転角度θ回転させた方向に位置する第２の点の配向軸方向ｐＴ２は、次式で表される、
ｐＴ２＝Ａｍ×ｓｉｎ（２×π×（θ＋７７．５）／１８０）
請求項６に記載の位相差素子。
【請求項８】
波長が５５０ｎｍの光が下方から前記位相差素子に垂直に入射したとき、
前記第１の位相差層において、前記光に対するリタデーションが７０．５ｎｍ以上で１０７．７ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が－２７．０°以上で－６．０°以下であり、
前記第２の位相差層において、前記光に対するリタデーションが１９３．７ｎｍ以上で２６５．５ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が９５．０°以上で１１２．５°以下である場合に、
前記第１の位相差層の配向軸方向と、前記第２の位相差層の配向軸方向との差は、３８．９°以上６０．９°以下である、請求項４に記載の位相差素子。
【請求項９】
上面視における前記第１の位相差層において、前記第１の位相差層の配向軸方向を反時計回りに－４９．４°回転させた方向を基準方向とし、
上面視における前記第２の位相差層において、前記第２の位相差層の配向軸方向が前記基準方向から－１０．５°以上１１．５°以下の点を第１の点とし、振幅をＡｍとしたときに、前記第１の点を回転中心に、反時計回りに回転角度θ回転させた方向に位置する第２の点の配向軸方向ｐＴ２は、次式で表される、
ｐＴ２＝Ａｍ×ｓｉｎ（２×π×（θ－７７．５）／１８０）
請求項８に記載の位相差素子。
【請求項１０】
波長が５５０ｎｍの光が下方から前記位相差素子に垂直に入射したときに、
前記第１の位相差層において、前記光に対するリタデーションが９４．９ｎｍ以上で１１２．９ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が０°であり、
前記第２の位相差層において、前記光に対するリタデーションが２２０．６ｎｍ以上で２５５．２ｎｍ以下、前記液晶の総ねじれ量が－１０９．０°以上で－１０１．０°以下である場合に、
前記第１の位相差層の配向軸方向と、前記第２の位相差層の配向軸方向との差は、－４．５°以上４．５°以下である、請求項４に記載の位相差素子。
（【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】
本開示は、位相差素子、円偏光板、及び光学部品に関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
入射する直線偏光を楕円偏光に変換するか、又は入射する楕円偏光を直線偏光に変換する位相差素子が知られている。
【０００３】
位相差素子として、複数の光学異方性層を積層した光学フィルムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－２０７７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の一態様は、広い入射角及び入射方位角で位相差素子に入射する光の偏光状態を、高い楕円率で変換可能な位相差素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る位相差素子は、第１の位相差層と、前記第１の位相差層の上に配置される第２の位相差層と、を有し、前記第１の位相差層では、上面視において、面内の位置によらず、光学軸方向及びリタデーションの双方が揃っており、前記第２の位相差層では、上面視において、面内の位置によらずリタデーションが揃っており、面内の位置によって光学軸方向が異なっている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の一態様によれば、広い入射角及び入射方位角で位相差素子に入射する光の偏光状態を、高い楕円率で変換可能な位相差素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る位相差素子の構成の一例を示す模式的斜視図である。
第１実施形態に係る位相差素子が備える第１の位相差層の配向軸の一例を示す模式的上面図である。
第１実施形態に係る位相差素子が備える第２の位相差層の配向軸の一例を示す模式的上面図である。
第１実施形態に係る位相差素子から出射する楕円偏光の一例を示す図である。
第１実施形態に係る位相差素子における第１の位相差層の構成の一例を示す模式的側面図である。
第１変形例に係る位相差素子を示す模式的側面図である。
第２変形例に係る位相差素子を示す模式的側面図である。
第３変形例に係る位相差素子を示す模式的側面図である。
第４変形例に係る位相差素子を示す模式的側面図である。
図１の位相差素子における液晶の配向の一例を示す模式的斜視図である。
配向層の構成の一例を説明する模式的斜視図である。
配向層の形成方法の一例を示す模式的斜視図である。
基準方向と第１の点と第２の点との関係の一例を示す図である。
第２の位相差層における配向軸方向の第一例を示す図である。
第２の位相差層における配向軸方向の第二例を示す図である。
第２の位相差層における配向軸方向の第三例を示す図である。
第２の位相差層における配向軸方向の第四例を示す図である。
第２の位相差層における配向軸方向の第五例を示す図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ１を示す模式的斜視図である。
例１に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
例１に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
例２に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ２－１を示す模式的上面図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ２－１を示す模式的側面図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ２－２を示す模式的側面図である。
例３に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す第１図である。
例３に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す第２図である。
例３に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す第３図である。
例３に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す第４図である。
例３に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
例３'に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
例４に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
例５及び例６に係る位相差素子のモデルＭ３を示す模式的斜視図である。
例５に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
例５に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
例６に係る位相差素子の波長５５０ｎｍに対する楕円率を示す図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ４の第１例を示す模式的上面図である。
第１実施形態に係る位相差素子１のモデルＭ４を示す模式的側面図である。
第１実施形態に係る位相差素子のモデルＭ４の第２例を示す模式的上面図である。
例７に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
例７'に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
例９に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
例９'に係る位相差素子の第２の位相差層の配向軸方向を示す図である。
第２実施形態に係る光学部品２００の構成を示す模式図である。
図２９におけるXXX－XXX線の模式的断面図である。
図３０Ａにおける位相差素子の配向軸方向を平面に置き換えて示した模式図である。
第２の位相差層の配向軸方向の決定方法を示す図である。
第２実施形態に係る位相差素子のモデルＭ６を示す断面図である。
第２実施形態に係る位相差素子のモデルＭ６の第１例を示す上面図である。
第２実施形態に係る位相差素子のモデルＭ６の第２例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための位相差素子を例示するものであって、以下に限定するものではない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。
【００１０】
以下に示す図面において、方向を表すために、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を備える直交座標を用いる。Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る位相差素子における光の入射面に沿う面内における所定方向を示す。Ｙ軸に沿うＹ方向は、上記面内においてＸ方向と直交する方向を示す。Ｚ軸に沿うＺ方向は上記面に直交する方向を示す。Ｘ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記する。Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記する。Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、＋Ｚ方向に進む光が位相差素子に入射し、位相差素子を透過した後、位相差素子から出射するものとする。本明細書では、光は＋Ｚ方向に進むものとする。また、本明細書において、＋Ｚ方向を「上」又は「上方」といい、－Ｚ方向を「下」又は「下方」という。上面視とは、＋Ｚ方向から対象物を視ることをいう。但し、これらの方向表現は、本開示の実施形態の方向を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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