JP4570022B2 - 液晶層からなる光学素子及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
螺旋の1ピッチ(360°)=219nm
螺旋の1/8ピッチ(45°)=27nm
したがって、27nmの膜厚の液晶分子軸変換層4となる。ネマチック液晶層のリタデーションΔReは、ΔRe=2.7nm(0.1×27) となる。入射光は直線偏光であるのが一般的であるので、45°のときの作用が最大であるが、カイラルネマチック液晶層(液晶分子軸変換層4)の場合は、ΔRe<2.7nmとなる。また、液晶分子の螺旋による単位長さの旋光は、−π・Δn2 ・(P/4)・λ2 で与えられ(P:ピッチ、λ:波長)、λ=550nmの光が通過する場合、6×10-6rad/nmであり、27nmの膜厚の液晶分子軸変換層4を通るとき、0.00016rad=0.009°の旋光となる。
第1の基板として、500μmの厚さのガラズ基板に垂直配向膜0.6μmを成膜したものを用意した。
基板として、700μmの厚さのガラズ基板にポリイミド配向膜0.7μmを成膜したもの、あるいは、延伸フィルム、又は、フィルム基材にPVA配向膜1μmを成膜したものを用いる。
実施例2と同様で、液晶分子軸変換層の膜厚が37nmで、貼り合わせ角度は、直線偏光板の吸収軸を0°とすると、それぞれ、15°(2分の1波長位相差層の長軸)、74°(4分の1波長位相差層の長軸)とし、これを光学素子Dとする。
各波長における光学素子A〜Eの楕円率を比較したところ、光学素子Bよりも楕円率が1に近い広帯域化した円偏光素子(光学素子A)が得られ、さらに、液晶分子軸変換層の影響はほとんどないことが分かった(光学素子AとC、DとE)。
┌───┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│波長 │光学素子A│光学素子B│光学素子C│光学素子D│光学素子E│
├───┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│400nm │ 0.50 │ 0.46 │ 0.56 │ 0.69 │ 0.71 │
├───┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│500nm │ 0.86 │ 0.89 │ 0.89 │ 0.94 │ 0.95 │
├───┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│600nm │ 0.89 │ 0.80 │ 0.88 │ 0.96 │ 0.96 │
├───┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│700nm │ 0.76 │ 0.63 │ 0.75 │ 0.73 │ 0.73 │
└───┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
。
2…基板
3…第1の液晶層
3’…第1の液晶層の液晶分子軸変換層側の界面の液晶分子
4…液晶分子軸変換層
4’…液晶分子軸変換層中の液晶分子
41 ’…液晶分子軸変換層の第1の液晶層側の界面の液晶分子
42 ’…液晶分子軸変換層の第2の液晶層側の界面の液晶分子
5…第2の液晶層
5’…第2の液晶層の液晶分子軸変換層側の界面の液晶分子
10…液晶セル
11…バックライト側のガラス基板
12…観察側のガラス基板
13…液晶層
14…第1の広帯域4分の1波長板
15…半透過型のコレステリック液晶フィルター
16…第2の広帯域4分の1波長板
17…第1の直線偏光板
18…第2の直線偏光板
19…バックライト光源
20…シール部材
Claims (11)
- 液晶分子軸方向が一定の方向に揃った第1の液晶層の上に、液晶分子軸変換層が直接積層され、さらにその上に第1の液晶層の液晶分子軸方向と異なる方向に液晶分子軸方向が揃った第2の液晶層が直接積層されてなり、
前記液晶分子軸変換層がカイラルネマチック液晶又はコレステリック液晶からなり、
前記液晶分子軸変換層が1ピッチ以下の螺旋構造を有し、その螺旋構造のピッチが紫外領域に選択反射波長を有するピッチ長であることを特徴とする液晶層からなる光学素子。 - 請求項1において、前記第1の液晶層及び前記第2の液晶層がネマチック液晶からなることを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項2において、前記第1の液晶層及び前記第2の液晶層が膜面に対して実質的に平行な液晶分子軸を有することを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1から3の何れか1項において、前記第1の液晶層と前記第2の液晶層の何れか一方が4分の1波長位相差層を構成し、他方が2分の1波長位相差層を構成していることを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1において、選択反射を有するコレステリック液晶層が前記第1の液晶層側あるいは前記第2の液晶層側に直接積層されていること特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1から5の何れか1項において、前記第2の液晶層の上に、別の液晶分子軸変換層が直接積層され、さらにその上に第2の液晶層の液晶分子軸方向と異なる方向に液晶分子軸方向が揃った第3の液晶層が直接積層されてなることを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1から6の何れか1項において、支持基材上に積層され、膜面内でパターニングされ、支持基材の露出部を有しているを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1から7の何れか1項において、複数の領域に分割され、隣接する領域を透過する
光に対する光学的作用が隣接する領域間で異なることを特徴とする液晶層からなる光学素子。 - 請求項1から8の何れか1項において、前記第1の液晶層、前記液晶分子軸変換層、前記第2の液晶層が同一の液晶分子を主成分とする材料を用いていることを特徴とする液晶層からなる光学素子。
- 請求項1から9の何れか1項記載の液晶層からなる光学素子を用いることを特徴とする液晶表示装置。
- 液晶セル内に前記液晶層からなる光学素子が配置されていることを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。
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