JP2003107475A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い直線偏光性を安定して保持でき、電圧印加
により偏光方向を回転する素子を得る。 【解決手段】透明電極３、４の付いた透光性基板５、６
間に液晶層１が狭持された液晶セル１１０であって、透
明電極３、４間に印加された電圧の大きさに応じて、波
長λの入射直線偏光のリタデーション値を変化させる液
晶セル１１０と、入射直線偏光のリタデーション値がλ
／４となる位相差を発生する有機物薄膜を有する位相板
１２０であって、有機物薄膜を構成する分子の配向方向
が位相板面と平行となっている位相板とを備え、かつ液
晶セル１１０の進相軸方向と位相板１２０の進相軸方向
とがほぼ４５度の角度をなす液晶素子１００とする。
により偏光方向を回転する素子を得る。 【解決手段】透明電極３、４の付いた透光性基板５、６
間に液晶層１が狭持された液晶セル１１０であって、透
明電極３、４間に印加された電圧の大きさに応じて、波
長λの入射直線偏光のリタデーション値を変化させる液
晶セル１１０と、入射直線偏光のリタデーション値がλ
／４となる位相差を発生する有機物薄膜を有する位相板
１２０であって、有機物薄膜を構成する分子の配向方向
が位相板面と平行となっている位相板とを備え、かつ液
晶セル１１０の進相軸方向と位相板１２０の進相軸方向
とがほぼ４５度の角度をなす液晶素子１００とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直線偏光である入射
光の直線性を保ったまま、印加電圧の大きさに応じて、
出射する入射光の偏光方向を回転する液晶素子に関す
る。
光の直線性を保ったまま、印加電圧の大きさに応じて、
出射する入射光の偏光方向を回転する液晶素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】印加電圧の大きさに応じて、直線偏光で
ある入射光の偏光方向を回転する従来の液晶素子の一例
を図４に示す。液晶素子は透明電極３、４が形成された
透光性基板５と６との間で液晶分子の配向方向が基板面
に平行で、Ｘ軸と４５度の角度をなす方向に揃ったネマ
ティック液晶からなる液晶層１が狭持され、シール材８
で封止された液晶セル１１０と、その光出射面側に進相
軸または遅相軸がＸ軸方向に揃った複屈折結晶からなる
位相板１４０とを配置した構成となっている。ここで、
透明電極３と４とに矩形波発生用の交流電源９を繋げ、
電圧非印加時には、波長λでＹ軸方向の直線偏光入射光
に対する液晶セル１１０のリタデーション値Ｒがほぼλ
／２となるよう液晶層１の厚さが設定され、また位相板
１４０のリタデーション値はλ／４である。
ある入射光の偏光方向を回転する従来の液晶素子の一例
を図４に示す。液晶素子は透明電極３、４が形成された
透光性基板５と６との間で液晶分子の配向方向が基板面
に平行で、Ｘ軸と４５度の角度をなす方向に揃ったネマ
ティック液晶からなる液晶層１が狭持され、シール材８
で封止された液晶セル１１０と、その光出射面側に進相
軸または遅相軸がＸ軸方向に揃った複屈折結晶からなる
位相板１４０とを配置した構成となっている。ここで、
透明電極３と４とに矩形波発生用の交流電源９を繋げ、
電圧非印加時には、波長λでＹ軸方向の直線偏光入射光
に対する液晶セル１１０のリタデーション値Ｒがほぼλ
／２となるよう液晶層１の厚さが設定され、また位相板
１４０のリタデーション値はλ／４である。
【０００３】この液晶素子において、透明電極３、４間
への電圧非印加時には、液晶層を透過した光はＸ軸方向
の直線偏光となり、位相板１４０の遅相軸または進相軸
と一致するためＸ軸方向の直線偏光状態を保ったまま位
相板を透過する。印加電圧の増加に伴い液晶層の厚さ方
向に液晶分子の配向方向が傾くため液晶層のリタデーシ
ョン値Ｒが減少し、液晶セル１１０を透過した光は楕円
偏光となるが、位相板１４０を透過することにより直線
偏光状態を保ったまま液晶層のリタデーション値Ｒに応
じた偏光方向の回転が生じる。
への電圧非印加時には、液晶層を透過した光はＸ軸方向
の直線偏光となり、位相板１４０の遅相軸または進相軸
と一致するためＸ軸方向の直線偏光状態を保ったまま位
相板を透過する。印加電圧の増加に伴い液晶層の厚さ方
向に液晶分子の配向方向が傾くため液晶層のリタデーシ
ョン値Ｒが減少し、液晶セル１１０を透過した光は楕円
偏光となるが、位相板１４０を透過することにより直線
偏光状態を保ったまま液晶層のリタデーション値Ｒに応
じた偏光方向の回転が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような液晶素子に
用いられる位相板１４０は水晶などの複屈折結晶を０．
３ｍｍ以上の板厚に加工したものが一般的であるが、複
屈折結晶の場合リタデーション値が入射光の進行方向と
位相板の法線とのなす角度である入射角に強く依存する
ため、集束光や発散光において素子面内でリタデーショ
ン値に分布が生じ、出射光の偏光状態が一定しない問題
があった。また、リタデーション値に波長依存性がある
ため、入射光の波長に幅がある場合、直線偏光の入射光
が出射するとき直線性が劣化する問題があった。
用いられる位相板１４０は水晶などの複屈折結晶を０．
３ｍｍ以上の板厚に加工したものが一般的であるが、複
屈折結晶の場合リタデーション値が入射光の進行方向と
位相板の法線とのなす角度である入射角に強く依存する
ため、集束光や発散光において素子面内でリタデーショ
ン値に分布が生じ、出射光の偏光状態が一定しない問題
があった。また、リタデーション値に波長依存性がある
ため、入射光の波長に幅がある場合、直線偏光の入射光
が出射するとき直線性が劣化する問題があった。
【０００５】本発明は、上述の実情に鑑み直線偏光の入
射光が出射するときに高い直線性を保ったまま、偏光方
向を回転させる液晶素子を提供することを目的とする。
射光が出射するときに高い直線性を保ったまま、偏光方
向を回転させる液晶素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極付き基板
間に液晶層が狭持された液晶セルであって、電極間に印
加された電圧の大きさに応じて、波長λの入射直線偏光
のリタデーション値を変化させる液晶セルと、入射直線
偏光のリタデーション値が実質的にλ／４となる位相差
を発生する有機物薄膜を有する位相板であって、有機物
薄膜を構成する分子の配向方向が位相板面と平行となっ
ている位相板と、を備え、かつ液晶セルの進相軸方向と
位相板の進相軸方向とがほぼ４５度の角度をなすことを
特徴とする液晶素子を提供する。
間に液晶層が狭持された液晶セルであって、電極間に印
加された電圧の大きさに応じて、波長λの入射直線偏光
のリタデーション値を変化させる液晶セルと、入射直線
偏光のリタデーション値が実質的にλ／４となる位相差
を発生する有機物薄膜を有する位相板であって、有機物
薄膜を構成する分子の配向方向が位相板面と平行となっ
ている位相板と、を備え、かつ液晶セルの進相軸方向と
位相板の進相軸方向とがほぼ４５度の角度をなすことを
特徴とする液晶素子を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、電極付き基板間に液晶
層が狭持された液晶セルからなる液晶素子である。そし
て、液晶素子は電極間に印加された電圧の大きさに応じ
て、波長λの入射直線偏光のリタデーション値を変化さ
せる液晶セルと、入射直線偏光のリタデーション値が実
質的にλ／４となる位相差を発生する有機物薄膜を有す
る位相板とを備えている。そして、位相板においては有
機物薄膜を構成する分子の配向方向が位相板面と平行と
なっている。また、液晶素子は液晶セルの進相軸方向と
位相板の進相軸方向とがほぼ４５度の角度をなしてい
る。
層が狭持された液晶セルからなる液晶素子である。そし
て、液晶素子は電極間に印加された電圧の大きさに応じ
て、波長λの入射直線偏光のリタデーション値を変化さ
せる液晶セルと、入射直線偏光のリタデーション値が実
質的にλ／４となる位相差を発生する有機物薄膜を有す
る位相板とを備えている。そして、位相板においては有
機物薄膜を構成する分子の配向方向が位相板面と平行と
なっている。また、液晶素子は液晶セルの進相軸方向と
位相板の進相軸方向とがほぼ４５度の角度をなしてい
る。
【０００８】このように構成することによって、入射光
の入射角が変動した場合や入射角が分布した集束光や発
散光に対しても、位相板のリタデーション値の変化が小
さいので出射直線偏光の直線性が劣化することなく、透
明電極間への印加電圧の大きさに応じて出射光の偏光方
向を回転ができるという効果を有する。
の入射角が変動した場合や入射角が分布した集束光や発
散光に対しても、位相板のリタデーション値の変化が小
さいので出射直線偏光の直線性が劣化することなく、透
明電極間への印加電圧の大きさに応じて出射光の偏光方
向を回転ができるという効果を有する。
【０００９】図１は本発明の液晶素子の構成の一例を示
す側面図である。また、図２は本発明の液晶素子を構成
する、液晶と位相板との進相軸／遅相軸、および偏光方
向の関係を示す座標系を示す図である。透光性基板５と
６の片面に透明電極３と４とがそれぞれ形成され、その
上に配向膜用の膜を塗布した後、各膜に同一方向の配向
処理を施して配向膜（図示せず）とし、シ−ル材８を用
いてセル化する。さらに、セル内に常光屈折率ｎｏ（ｌ
ｃ）と異常光屈折率ｎｅ（ｌｃ）（ｎｏ（ｌｃ）＜ｎｅ
（ｌｃ））のネマティック液晶を注入して液晶層１とし
セル内で基板面と平行に液晶分子の配向方向が揃った液
晶セル１１０を得る。
す側面図である。また、図２は本発明の液晶素子を構成
する、液晶と位相板との進相軸／遅相軸、および偏光方
向の関係を示す座標系を示す図である。透光性基板５と
６の片面に透明電極３と４とがそれぞれ形成され、その
上に配向膜用の膜を塗布した後、各膜に同一方向の配向
処理を施して配向膜（図示せず）とし、シ−ル材８を用
いてセル化する。さらに、セル内に常光屈折率ｎｏ（ｌ
ｃ）と異常光屈折率ｎｅ（ｌｃ）（ｎｏ（ｌｃ）＜ｎｅ
（ｌｃ））のネマティック液晶を注入して液晶層１とし
セル内で基板面と平行に液晶分子の配向方向が揃った液
晶セル１１０を得る。
【００１０】また、透光性基板６と７の対向するそれぞ
れの片面に配向膜用の膜を塗布した後、各膜に同一方向
の配向処理を施して配向膜（図示せず）とし、シ−ル材
を用いてセル化する。さらに、セル内に液晶モノマーの
溶液を注入してセル内で基板面と平行に液晶分子の配向
方向が揃った液晶モノマー層を形成し、紫外線を照射し
て重合固化することにより液晶分子の配向方向が固定さ
れた高分子液晶層２からなる位相板１２０が得られる。
れの片面に配向膜用の膜を塗布した後、各膜に同一方向
の配向処理を施して配向膜（図示せず）とし、シ−ル材
を用いてセル化する。さらに、セル内に液晶モノマーの
溶液を注入してセル内で基板面と平行に液晶分子の配向
方向が揃った液晶モノマー層を形成し、紫外線を照射し
て重合固化することにより液晶分子の配向方向が固定さ
れた高分子液晶層２からなる位相板１２０が得られる。
【００１１】このとき、液晶層１からなる液晶セルの進
相軸方向（常光屈折率ｎｏ（ｌｃ）方向）は、常光屈折
率ｎｏ（ｐｌｃ）と異常光屈折率ｎｅ（ｐｌｃ）（ｎｏ
（ｐｌｃ）＜ｎｅ（ｐｌｃ））の高分子液晶層２からな
る位相板の進相軸方向（常光屈折率ｎｏ（ｐｌｃ）方
向）とが例えば４５度の角度をなすように形成されてい
る。図１において、液晶層１の進相軸方向を入射光の偏
光方向であるＸ軸に対して１３５度方向とし、液晶セル
１１０側から光が入射するように配置されている。位相
板の進相軸方向と位相板の進相軸方向とのなす角度は、
本発明の効果を有する角度であれば４５度からずれてい
てもよく、４０度〜５０度であればよい。
相軸方向（常光屈折率ｎｏ（ｌｃ）方向）は、常光屈折
率ｎｏ（ｐｌｃ）と異常光屈折率ｎｅ（ｐｌｃ）（ｎｏ
（ｐｌｃ）＜ｎｅ（ｐｌｃ））の高分子液晶層２からな
る位相板の進相軸方向（常光屈折率ｎｏ（ｐｌｃ）方
向）とが例えば４５度の角度をなすように形成されてい
る。図１において、液晶層１の進相軸方向を入射光の偏
光方向であるＸ軸に対して１３５度方向とし、液晶セル
１１０側から光が入射するように配置されている。位相
板の進相軸方向と位相板の進相軸方向とのなす角度は、
本発明の効果を有する角度であれば４５度からずれてい
てもよく、４０度〜５０度であればよい。
【００１２】ここで、波長λのＸ軸方向の入射直線偏光
に対して電圧非印加時に液晶セル１１０のリタデーショ
ン値が例えばλ／２となるように液晶層１の厚さｄ（ｌ
ｃ）を０．５λ／（ｎｅ（ｌｃ）−ｎｏ（ｌｃ））と
し、位相板１２０のリタデーション値は実質的にλ／４
としている。ここで、位相板１２０のリタデーション値
は、液晶素子の出射直線偏光の直線性を維持する効果を
有する範囲であれば、λ／４からずれていてもよい。ま
た、λ／４の奇数倍であってもよい。
に対して電圧非印加時に液晶セル１１０のリタデーショ
ン値が例えばλ／２となるように液晶層１の厚さｄ（ｌ
ｃ）を０．５λ／（ｎｅ（ｌｃ）−ｎｏ（ｌｃ））と
し、位相板１２０のリタデーション値は実質的にλ／４
としている。ここで、位相板１２０のリタデーション値
は、液晶素子の出射直線偏光の直線性を維持する効果を
有する範囲であれば、λ／４からずれていてもよい。ま
た、λ／４の奇数倍であってもよい。
【００１３】このようにして得られた液晶セル１１０の
透明電極３と４に交流電源９から矩形波交流電圧を印加
したとき、液晶セル１１０のリタデーション値Ｒは電圧
非印加時のλ／２からゼロへと変化する。
透明電極３と４に交流電源９から矩形波交流電圧を印加
したとき、液晶セル１１０のリタデーション値Ｒは電圧
非印加時のλ／２からゼロへと変化する。
【００１４】高分子液晶は基板面と平行に液晶分子の配
向方向が揃っているため、入射光の進行方向と位相板の
法線とのなす角度である入射角が０度から２０度程度ま
で傾斜してもリタデーション値の変動は少なく、波長λ
の入射光に対して安定したλ／４位相板として機能す
る。
向方向が揃っているため、入射光の進行方向と位相板の
法線とのなす角度である入射角が０度から２０度程度ま
で傾斜してもリタデーション値の変動は少なく、波長λ
の入射光に対して安定したλ／４位相板として機能す
る。
【００１５】図１に示す液晶素子において、入射光に対
する出射光の偏光方向の回転角θは液晶セル１１０のリ
タデーション値Ｒに対して、θ＝１８０×Ｒ／λで表さ
れるため、液晶セル１１０への印加電圧の増加にともな
ってθが９０度から０度まで小さくなっていく。
する出射光の偏光方向の回転角θは液晶セル１１０のリ
タデーション値Ｒに対して、θ＝１８０×Ｒ／λで表さ
れるため、液晶セル１１０への印加電圧の増加にともな
ってθが９０度から０度まで小さくなっていく。
【００１６】上記のように液晶素子に用いられる液晶は
ネマティック液晶であり、電圧非印加時の液晶分子の配
向方向が電極付き基板間で一定方向に揃って平行であ
り、位相板は高分子液晶を備え、かつ前記液晶セルと前
記位相板とが一体化されていることが好ましい。その理
由は液晶素子の小型化および液晶セルの進相軸方向と位
相板の進相軸方向とのなす角度が固定されるため光学性
能の安定性が向上するからである。
ネマティック液晶であり、電圧非印加時の液晶分子の配
向方向が電極付き基板間で一定方向に揃って平行であ
り、位相板は高分子液晶を備え、かつ前記液晶セルと前
記位相板とが一体化されていることが好ましい。その理
由は液晶素子の小型化および液晶セルの進相軸方向と位
相板の進相軸方向とのなす角度が固定されるため光学性
能の安定性が向上するからである。
【００１７】また、中心波長λで波長に幅を有する光が
入射する場合、リタデーション値と進相軸方向とがそれ
ぞれ異なる２層の高分子液晶層を積層した位相板を用い
ることが好ましい。積層することによりリタデーション
値の波長依存性を低減し、出射直線偏光の直線性の劣化
を改善することができる。
入射する場合、リタデーション値と進相軸方向とがそれ
ぞれ異なる２層の高分子液晶層を積層した位相板を用い
ることが好ましい。積層することによりリタデーション
値の波長依存性を低減し、出射直線偏光の直線性の劣化
を改善することができる。
【００１８】このような位相板１３０を用いた本発明の
液晶素子の構成の他の例について図３に側面図を示す。
液晶セル１１０は図１と同じ構成とし、位相板１３０と
して透光性基板６と７のそれぞれの片面にリタデーショ
ン値が例えばλ／２の高分子液晶層１１とリタデーショ
ン値が例えばλ／４の高分子液晶層１２を形成したの
ち、透光性接着剤１３を用いて高分子液晶層を挟み込む
ように接合する。なお、図３中のその他の符号で図１と
同じ符号は、同じ要素を示す。
液晶素子の構成の他の例について図３に側面図を示す。
液晶セル１１０は図１と同じ構成とし、位相板１３０と
して透光性基板６と７のそれぞれの片面にリタデーショ
ン値が例えばλ／２の高分子液晶層１１とリタデーショ
ン値が例えばλ／４の高分子液晶層１２を形成したの
ち、透光性接着剤１３を用いて高分子液晶層を挟み込む
ように接合する。なお、図３中のその他の符号で図１と
同じ符号は、同じ要素を示す。
【００１９】ここで、図２に示す座標系において、Ｘ軸
にそった入射光の偏光方向に対して、高分子液晶層１１
の進相軸のなす角度が例えば３０度で、かつ高分子液晶
層１２の進相軸のなす角度が例えば−３０度となるよう
に、高分子液晶の液晶分子の配向方向が揃っていること
が好ましい。なお、正負の角度の向きは＋Ｘ軸方向から
＋Ｙ軸方向への回転角度を正符号とする。ここで、λ／
２およびλ／４の値は液晶素子の出射直線偏光が直線性
を維持する効果を有する範囲であれば、これらの値から
ずれていてもよく、３０度および−３０度は±５度程度
の幅があってもよい。
にそった入射光の偏光方向に対して、高分子液晶層１１
の進相軸のなす角度が例えば３０度で、かつ高分子液晶
層１２の進相軸のなす角度が例えば−３０度となるよう
に、高分子液晶の液晶分子の配向方向が揃っていること
が好ましい。なお、正負の角度の向きは＋Ｘ軸方向から
＋Ｙ軸方向への回転角度を正符号とする。ここで、λ／
２およびλ／４の値は液晶素子の出射直線偏光が直線性
を維持する効果を有する範囲であれば、これらの値から
ずれていてもよく、３０度および−３０度は±５度程度
の幅があってもよい。
【００２０】また、Ｘ軸にそった入射光の偏光方向に対
して、高分子液晶層１１の遅相軸がなす角度がほぼ３０
度で、かつ高分子液晶層１２の遅相軸がなす角度がほぼ
−３０度となるように、高分子液晶の液晶分子の配向方
向が揃っていてもよい。このような位相板１３０を液晶
セル１１０と一体化した液晶素子２００とすることによ
り、波長に幅を有する光が入射した場合でも出射直線偏
光の高い直線性が保持できる。
して、高分子液晶層１１の遅相軸がなす角度がほぼ３０
度で、かつ高分子液晶層１２の遅相軸がなす角度がほぼ
−３０度となるように、高分子液晶の液晶分子の配向方
向が揃っていてもよい。このような位相板１３０を液晶
セル１１０と一体化した液晶素子２００とすることによ
り、波長に幅を有する光が入射した場合でも出射直線偏
光の高い直線性が保持できる。
【００２１】上述した例では、位相差発生機能を有す
る、位相板の有機物薄膜として高分子液晶を用いた例を
示したが、他に有機物薄膜としてポリカーボネートなど
の有機物フィルムを一軸延伸することにより複屈折性を
付与したものを用いてもよい。なお、本発明は、上述の
実施の形態にのみ限定されず、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加えうる。
る、位相板の有機物薄膜として高分子液晶を用いた例を
示したが、他に有機物薄膜としてポリカーボネートなど
の有機物フィルムを一軸延伸することにより複屈折性を
付与したものを用いてもよい。なお、本発明は、上述の
実施の形態にのみ限定されず、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々変更を加えうる。
【００２２】
【実施例】本発明の液晶素子について、図３を用いて説
明する。常光屈折率ｎｏ（ｌｃ）＝１．５０および異常
光屈折率ｎｅ（ｌｃ）＝１．６６のネマティック液晶を
用い、液晶層１の厚さｄ（ｌｃ）を４．５μｍとした。
液晶素子を構成する液晶セルの進相軸方向が図３のＸ軸
に対して１３５度となるように基板に形成された配向膜
の配向処理を施した。
明する。常光屈折率ｎｏ（ｌｃ）＝１．５０および異常
光屈折率ｎｅ（ｌｃ）＝１．６６のネマティック液晶を
用い、液晶層１の厚さｄ（ｌｃ）を４．５μｍとした。
液晶素子を構成する液晶セルの進相軸方向が図３のＸ軸
に対して１３５度となるように基板に形成された配向膜
の配向処理を施した。
【００２３】さらに、位相板である高分子液晶層１１と
１２とはいずれも常光屈折率ｎｏ＝１．５５および異常
光屈折率ｎｅ＝１．６５で、各高分子液晶層の厚さをそ
れぞれ７．７μｍおよび３．８５μｍとし、１．４μｍ
から１．７μｍまでの波長帯域の入射光の中心波長１．
５５μｍに対するリタデーション値がそれぞれλ／２お
よびλ／４となるようにした。ここで、高分子液晶層１
１と１２の進相軸方向を入射偏光方向であるＸ軸に対し
て３０度および−３０度、すなわち方向が互いに６０度
の角度をなすように透光性接着剤１３を用いて接合し
た。
１２とはいずれも常光屈折率ｎｏ＝１．５５および異常
光屈折率ｎｅ＝１．６５で、各高分子液晶層の厚さをそ
れぞれ７．７μｍおよび３．８５μｍとし、１．４μｍ
から１．７μｍまでの波長帯域の入射光の中心波長１．
５５μｍに対するリタデーション値がそれぞれλ／２お
よびλ／４となるようにした。ここで、高分子液晶層１
１と１２の進相軸方向を入射偏光方向であるＸ軸に対し
て３０度および−３０度、すなわち方向が互いに６０度
の角度をなすように透光性接着剤１３を用いて接合し
た。
【００２４】このようにして得られた高分子液晶層１１
と１２とを積層した位相板１３０は、そのリタデーショ
ン値が入射光に対して実質的にほぼλ／４の位相板とな
り、また、その進相軸方向と液晶セルの進相軸方向とが
４５度の角度をなしている。
と１２とを積層した位相板１３０は、そのリタデーショ
ン値が入射光に対して実質的にほぼλ／４の位相板とな
り、また、その進相軸方向と液晶セルの進相軸方向とが
４５度の角度をなしている。
【００２５】液晶素子には、波長が１．４μｍから１．
７μｍまでのＸ軸方向に偏光方向を有するの直線偏光が
入射する。電圧非印加の状態では、液晶セル１１０のリ
タデーション値Ｒは０．７２μｍで、液晶素子２００の
出射光の偏光方向は入射光の偏光方向に対して約１５０
度（両方向のなす角度は３０度）回転した直線偏光とな
った。また、電圧振幅１０Ｖ以上の矩形波交流電圧を印
加したときの液晶セル１１０のリタデーション値は０．
０５μｍ以下で、液晶素子２００の出射光の偏光方向は
入射光の偏光方向に対して約６０度回転した直線偏光と
なった。
７μｍまでのＸ軸方向に偏光方向を有するの直線偏光が
入射する。電圧非印加の状態では、液晶セル１１０のリ
タデーション値Ｒは０．７２μｍで、液晶素子２００の
出射光の偏光方向は入射光の偏光方向に対して約１５０
度（両方向のなす角度は３０度）回転した直線偏光とな
った。また、電圧振幅１０Ｖ以上の矩形波交流電圧を印
加したときの液晶セル１１０のリタデーション値は０．
０５μｍ以下で、液晶素子２００の出射光の偏光方向は
入射光の偏光方向に対して約６０度回転した直線偏光と
なった。
【００２６】このとき、出射する直線偏光の直線性を表
す楕円率（出射する楕円偏光の長軸振幅ｂに対する短軸
振幅ａの比率ａ／ｂ）は、１．４μｍから１．７μｍま
での波長帯域において０．０１以下となり、高い直線性
を示した。
す楕円率（出射する楕円偏光の長軸振幅ｂに対する短軸
振幅ａの比率ａ／ｂ）は、１．４μｍから１．７μｍま
での波長帯域において０．０１以下となり、高い直線性
を示した。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶素子
を用いることにより、液晶素子に入射する直線偏光の入
射角および波長の違いによらず直線偏光の状態が保持さ
れて、液晶素子を構成する液晶セルへ印加する電圧の大
きさに応じて偏光方向が回転する液晶素子が実現する。
を用いることにより、液晶素子に入射する直線偏光の入
射角および波長の違いによらず直線偏光の状態が保持さ
れて、液晶素子を構成する液晶セルへ印加する電圧の大
きさに応じて偏光方向が回転する液晶素子が実現する。
【図１】本発明の液晶素子の構成の一例を示す側面図。
【図２】本発明の液晶素子を構成する、液晶と位相板と
の進相軸／遅相軸、および偏光方向の関係を示す座標系
を示す図。
の進相軸／遅相軸、および偏光方向の関係を示す座標系
を示す図。
【図３】本発明の液晶素子の構成の他の例を示す側面
図。
図。
【図４】従来の液晶素子の構成例を示す側面図。
１：液晶層
２、１１、１２：高分子液晶層
３、４：透明電極
５、６、７：透光性基板
８：シール材
９：交流電源
１３：透光性接着材
１００、２００：液晶素子
１１０：液晶セル
１２０、１３０、１４０：位相板
Claims (4)
- 【請求項１】電極付き基板間に液晶層が狭持された液晶
セルであって、電極間に印加された電圧の大きさに応じ
て、波長λの入射直線偏光のリタデーション値を変化さ
せる液晶セルと、 入射直線偏光のリタデーション値が実質的にλ／４とな
る位相差を発生する有機物薄膜を有する位相板であっ
て、有機物薄膜を構成する分子の配向方向が位相板面と
平行となっている位相板と、 を備え、かつ液晶セルの進相軸方向と位相板の進相軸方
向とがほぼ４５度の角度をなすことを特徴とする液晶素
子。 - 【請求項２】前記液晶素子に用いられる液晶はネマティ
ック液晶であり、電圧非印加時の液晶分子の配向方向が
前記電極付き基板間で一定方向に揃って平行であり、前
記位相板は有機物薄膜として高分子液晶を備え、かつ前
記液晶セルと前記位相板とが一体化されている請求項１
に記載の液晶素子。 - 【請求項３】前記位相板は少なくとも２層の高分子液晶
層からなり、２層の高分子液晶層のリタデーション値が
それぞれ異なり、かつ２層の高分子液晶層の進相軸方向
または遅相軸方向がそれぞれ異なる請求項２に記載の液
晶素子。 - 【請求項４】液晶素子が入射光側から前記液晶セル、第
１の高分子液晶層、第２の高分子液晶層の順に配置され
ている液晶素子であって、入射光の中心波長λに対し
て、第１の高分子液晶層はリタデーション値が実質的に
λ／２であり、第２の高分子液晶層はリタデーション値
が実質的にλ／４であって、入射光の偏光方向に対し
て、第１の高分子液晶層の進相軸方向および第２の高分
子液晶層の進相軸方向がそれぞれほぼ３０度およびほぼ
−３０度であるか、または第１の高分子液晶層の遅相軸
方向および第２の高分子液晶層の遅相軸方向がそれぞれ
ほぼ３０度およびほぼ−３０度である請求項３に記載の
液晶素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001296605A JP2003107475A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 液晶素子 |
| PCT/JP2002/008517 WO2003019247A1 (fr) | 2001-08-24 | 2002-08-23 | Polariseur multicouches a diffraction et element a cristaux liquides |
| EP02760728A EP1420275B1 (en) | 2001-08-24 | 2002-08-23 | Isolator and optical attenuator |
| US10/784,714 US7079202B2 (en) | 2001-08-24 | 2004-02-24 | Multi-layer diffraction type polarizer and liquid crystal element |
| US11/313,694 US7764354B2 (en) | 2001-08-24 | 2005-12-22 | Multi-layer diffraction type polarizer and liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001296605A JP2003107475A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003107475A true JP2003107475A (ja) | 2003-04-09 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001296605A Pending JP2003107475A (ja) | 2001-08-24 | 2001-09-27 | 液晶素子 |
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| JP (1) | JP2003107475A (ja) |
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