JP2006503325A

JP2006503325A - 偏光配置

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Publication number: JP2006503325A
Application number: JP2004544554A
Authority: JP
Inventors: ディルク、イェー．ブロアー; ヘンドリック、デ、コニング
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-10-14
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2006-01-26
Also published as: TW200428080A; WO2004036272A1; AU2003263521A1; CN1688905A; US20060164571A1; EP1554613A1; KR20050062614A

Abstract

偏光配置は、第１の消光軸を有する第１の直線偏光子を備える。第１の偏光子の偏光コントラスト比は、前記偏光子に入射する光ビームが消光軸に対して成す角度に依存し、偏光の効率は、前記光ビームが第１の消光軸に直交する時に最も高くなる。偏光コントラスト比を向上させるために、第１の偏光子の第１の消光軸と角度を成す方向に伝わる光ビームに対して、偏光配置は、第２の消光軸を有する第２の偏光子を備える。第１および第２の偏光子は、動作時において、第１の消光軸に直交する方向に第１の偏光子を横断する光ビームが第２の消光軸に一致する方向に第２の偏光子を横断するように、互いに配列されている。第２の偏光子は同様の角度依存偏光コントラスト比を有し、これが、第２の消光軸に対する第１の消光軸の特定の配列によって、第１の消光軸と角度を成す光ビームのために第１の偏光子の偏光コントラスト比の低下を補償する。

Description

本発明は、直線偏光を偏光選択透過する偏光配置に関する。
本発明はまた、このような偏光配置に用いる第１および第２の偏光子の組み合わせに関する。
本発明はさらに、光学異方体を偏光子として使用することに関する。

直線偏光を偏光選択透過するコンポーネント、略して直線偏光子自体は技術的に知られている。よく知られた例としては、ヨウ素でドーピングされた延伸ポリ（コ−ビニルアルコール−ビニルアセテート）膜を含むダイクロイック偏光子がある。このような直線偏光子の他の例は、例えばＵＳ６，０４９，４２８およびＵＳ６，０２５，８９７に開示されている。このような偏光子は消光軸を有する。消光軸に沿って偏光された光は少なくともほぼ消光され、それに直交する偏光は少なくともほぼ透過する。実際には偏光の透過および消光は完全ではないため、偏光子の価値の数字は、透過する偏光の光強度と消光される偏光の光強度との比率として定義されるその偏光コントラスト比とされる。理想的な偏光子は、無限に大きな偏光コントラスト比を有する。

これらの既知の偏光子の欠点は、光が偏光子に入射する角度に偏光コントラスト比が依存することである。さらに詳しくは、偏光コントラスト比は、消光軸に直交する方向に伝わる光ビームで最も高くなり、消光軸に対して光ビームが成す角度が大きくなると低くなる。

本発明の目的は、特に、上述の欠点を取り除くかまたは少なくとも緩和し、広範囲の入射角で高い偏光コントラスト比を有する偏光配置を提供することである。

本発明によれば、この目的は、直線偏光を選択透過する偏光配置によって達成され、前記偏光配置は、第１の消光軸を有する第１の直線偏光子と、第２の消光軸を有する第２の直線偏光子とを備え、動作時において、前記第１の消光軸に直交する方向に前記第１の偏光子を横断する光ビームは、前記第２の消光軸に一致する方向に前記第２の偏光子を横断する。

前記第１および第２の偏光子の両方の偏光コントラスト比は、消光軸に対して光ビームが成す角度に依存し、偏光の効率は、前記光ビームが前記偏光子の消光軸に直交する時に最も高くなり、前記光ビームと前記消光軸との角度が小さくなるほど低くなる。極端には、光ビームと消光軸との角度が０°である場合、消光は起こらず（実際には最小の消光）、従って偏光は起こらない（実際には最小の偏光）。前記第２の消光軸は、前記第１の消光軸に直交する方向に伝わる光ビームの方向に延びるように配列されている。その結果、その方向に伝わる光ビームは、前記第１の消光軸と９０°の角度、即ち前記第１の偏光子が最も効率的となる角度を成し、前記第２の消光軸と０°の角度、即ち前記第２の偏光子が効率的でない角度を成す。光ビームが前記第１の消光軸と成す角度が小さくなり、それに従って偏光の効率が低くなると、同光ビームが前記第２の消光軸と成す角度は大きくなり、それに従って前記第２の偏光子による偏光が大きくなり、前記第１および第２の偏光子の組み合わされた効果として、偏光コントラスト比が入射角に関係なくほぼ同じままとなる。前記第２の偏光子に対する前記第１の偏光子の小さなずれによって、前記第１の消光軸に直交する光ビームが前記第２の消光軸と正確に一致しない場合がある。しかし、それに光がほぼ一致していれば、即ち大体において１０°以下の角度を成していれば十分である。

多くの応用では、前記第１の消光軸は、前記偏光配置の光入射および／または光出射面に平行かまたは少なくともほぼ平行であることが望ましく、この場合ほぼ平行とは、角度がおよそ１０°よりも小さいことを意味する。しかし、前記第１の消光軸（従って第２）をこのような表面に対して傾斜させてもよく、この場合傾斜とは、角度がおよそ１０°よりも大きいことを意味する。例えば、偏光配置が、偏光配置に光を供給する導波路と一体である場合には、傾斜は重要である場合がある。

消光軸とは、他の軸に沿った消光と比較して、直線偏光が最大限に消光される（本発明に関して、減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）は消光（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）と同義である）軸である。消光軸の方向に伝わる光ビームでは消光軸に沿った偏光はないが、それに直交する直線偏光のみがあるため、消光軸に直交する偏光では、理論上は消光が全く起こらず、実際には最小限の消光が起こる。理想的な偏光子では、消光は完全である。しかし、実際には、偏光子が形成される材料は完全に配向されていない。配向の程度は通常、オーダパラメータという用語で表される。液晶のオーダパラメータは通常、少なくとも０．７である。

光吸収（ダイクロイック偏光子）、光散乱（散乱偏光子）、光反射および屈折（反射偏光子、偏光ビームスプリッタ）、および回折（ホログラフィック偏光子）等の様々な手段によって消光を行ってもよい。このような偏光子自体は技術的に知られており、本発明に関して適切に使用されてもよい。それ自体技術的には知られているワイヤグリッド偏光子を用いてもよい。

好ましい実施の態様において、前記第１の偏光子は、二色性着色剤が前記第１の消光軸の方向に平面一軸配向されたダイクロイック偏光子である。疑念を避けるために、本発明に関して、ダイクロイックとは、遷移双極子モーメントが方向依存する吸収を有することを意味する。このような偏光子は高い偏光コントラスト比を有し、可視域を含む様々な波長域で利用できる。平面一軸配向のディレクタは前記第１の消光軸に揃えられる。

他の好ましい実施の態様において、前記第２の偏光子は、二色性着色剤が前記第２の消光軸と一致する方向にホメオトロピック配向されたダイクロイック偏光子である。偏光子の大きな表面積を得る簡単な方法を用いてホメオトロピック配向ダイクロイック偏光子を作成することができ、これらは特に層の形状で製造されると都合がよい。前記第２の消光軸、従ってホメオトロピック配向のディレクタは、前記第２の偏光子の光入射および／または光出射面に対して少なくともほぼ直角であってもよく、少なくともほぼ直角とは、およそ１０°よりも小さな角度を成すこと、またはそれに対して傾斜していること、即ちおよそ１０°よりも大きな角度を成すことを意味する。

特に好ましい実施の態様において、前記第１の偏光子は、配向二色性着色剤が分散した延伸高分子材料を含む。延伸高分子ダイクロイック偏光子は、特に高い偏光コントラスト比と特に強い角度依存性を兼ね備えている。

本発明による偏光配置は、二色性着色剤が分散した配向高分子液晶を含む第１および／または第２の偏光子を備えてもよい。

好ましい実施の態様において、前記第１および第２の偏光子の二色性着色剤は、第１の偏光子が動作する波長を第２の偏光子が動作する波長に都合良く一致させるように全く同一のものである。

前記偏光配置は別個の第１および第２の偏光子を備えてもよいが、特に適切な実施の態様においては、第１および第２の偏光子は積層体等の複合体の別個の部品である。前記第１および第２の偏光子は互いと直接接触してもよく、または前記複合体の光学活性部品によって分離されてもよい。

他の特定の実施の態様において、さらなる集積化を達成するために、前記第１および第２の偏光子は、偏光体の単一の部品として一体的に形成される。

偏光子は、照明、写真撮影および艶出し等の様々な技術分野で様々に応用されている。特に興味深い応用は、ディスプレイ、特に液晶ディスプレイに関連している。従って、好ましい実施の態様においては、本発明は、本発明による偏光配置を備えるディスプレイに関する。

本発明はまた、本発明の偏光配置に使用されるように構成された第１および第２の偏光子の組み合わせに関する。より詳しくは、第１のこのような偏光子は、その光入射および／または光出射面にほぼ平行な消光軸を有する従来型の直線偏光子であり、第２の偏光子は、二色性着色剤が第２の消光軸と一致する方向にホメオトロピック配向されたダイクロイック偏光子である。ホメオトロピック偏光子においては、ホメオトロピック配向に関連するディレクタは、前記ホメオトロピック偏光子の光入射および／または光出射面に対して少なくともほぼ直角である。

本発明はさらに、偏光子としての物体の主表面に対してホメオトロピック配向された二色性着色剤を備える前記物体の使用法に関する。このようなホメオトロピック偏光子には多くの興味深い応用があり、このような１つの応用が反射防止装置である。

さらなる側面において、本発明は、本発明による偏光配置に使用される第１および第２の偏光子の組み合わせを備える反射防止装置に関し、第２の偏光子は第２の消光軸を有し、且つ二色性着色剤が前記第２の消光軸と一致する方向にホメオトロピック配向されたダイクロイック偏光子であり、前記反射防止装置は、直線偏光を円偏光に変換する光学リターダをさらに備える。前記第２の偏光子は前記第１の偏光子と前記光学リターダとの間に配置されることが好ましい。

直線ダイクロイック偏光子と、直線偏光を円偏光に変換する光学リターダ、略して４分の１波長リターダとを備える、光反射面の反射率を低下させる反射防止装置自体は、技術的に知られている。このような反射防止装置には、（周辺）光が前記配列に入射する角度に反射率が低下される程度が依存するという欠点がある。この角度依存性を補償するために、ホメオトロピック配向体を付加することは技術的に知られており、そのディレクタは、前記リターダの光入射および／または光出射面に対する垂直入射の方向に対して直角に延びる。本発明のホメオトロピック配向偏光子を用いることによって、前記リターダおよび前記第１の偏光子の角度依存性が同時に補償され、その結果、反射防止装置は、広範囲の入射角で反射の大きな低下を達成する。

本発明のこれらおよび他の態様は、以下に説明する図面および実施の態様を参照することによって明らかとなるであろう。

図１は、本発明による偏光配置の実施の一形態の断面図を概略的に示している。偏光配置１は、第１の偏光子３および第２の偏光子７を備えている。第１の偏光子３は、直線偏光子であり、直線偏光を選択的に透過する偏光子であり、第１の消光軸５を有する。第１の偏光子３は、第１の消光軸５に沿った偏光を少なくとも部分的に消光（減衰）し、第１の消光軸５に直交する方向の偏光を少なくとも部分的に透過する手段１３（この手段については以下でさらに明らかにする）を有する。第２の直線偏光子７は、第２の消光軸１１と、第２の消光軸１１に沿った偏光を少なくとも部分的に消光し、第２の消光軸１１に直交する方向の偏光を少なくとも部分的に透過する手段１５とを有する。他の軸に沿った消光と比較して、直線偏光は、消光軸５および１１に沿って、最大限に消光される（本発明に関して、減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）は消光（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）と同義である）。消光軸の方向に伝わる光ビームではこのような消光軸に沿った偏光はないが、それに直交する直線偏光のみがあるため、消光軸に直交する偏光では、理論上は消光が全く起こらず、実際には最小限の消光が起こる。

図２を参照すると、第１および第２の偏光子は、第１の消光軸５に直交する方向に第１の偏光子３を横断する光ビーム、例えば光ビーム１９が、第２の消光軸１１に一致する方向に第２の偏光子を横断するように配列されている。本実施形態において、消光軸５および１１は互いに直交し、交差する。これは決して本質的なことではない。偏光部品が第１および第２の偏光子以外の光学部品、より詳しくは第１および第２の偏光子の間に配置された部品を含む場合、消光軸５および１１は互いに直交する必要または交差する必要はない。例えば、第１の偏光子３を横断した後、光ビームが第２の偏光子を横断する前に４５°の角度でミラーに反射される場合、光ビームが第２の消光軸に一致する方向に第２の偏光子を横断するように各消光軸が平行になる。

図３および図４は、それぞれ図１に示された第１および第２の偏光子の入射角α（度）の関数としての（無次元単位の）偏光コントラスト比ＰＣを概略的に示している。偏光コントラスト比ＰＣは、透過した直線偏光の光強度と消光された偏光の光強度との比率として定義され、角度αは光入射面９に対する光ビームの入射角であり、またはこれは本実施形態においては、第１の消光軸５は光入射面９に平行であるので、光ビームと消光軸５との角度と同じということになる。

第１および第２の偏光子両方の偏光コントラスト比ＰＣは、光ビームがその消光軸に対して成す角度に依存し、偏光の効率は、光ビームが偏光子の消光軸に直交する時に最も高くなり、光ビームと消光軸との角度が小さくなるほど低くなる。極端には、光ビームと消光軸との角度が０°である場合、消光はないかまたは実際には最小の消光となり、従って偏光は起こらない。図２を参照すると、第１および第２の偏光子は、第２の消光軸１１が第１の消光軸５に直交する方向に伝わる光ビーム、例えば光ビーム１９の方向に延びるように、互いに配列されている。

その結果、図３および４を参照すると、α＝９０°の方向に伝わる光ビームは、第１の消光軸５と９０°の角度、即ち第１の偏光子３が最も効率的となる角度を成し、第２の消光軸１１と０°の角度、即ち第２の偏光子７が最も効率的でない角度を成す。図２の光ビーム１７のような傾斜入射する光ビームでは、入射角αはより小さく、従って図３を参照すると、偏光の効率はより低い。一方、同光ビームが第２の消光軸１１と成す角度が大きくなり、それに従って、図４を参照すると、第２の偏光子７による偏光の効率が高くなるため、第１の偏光子３によって生じた偏光の損失が多少補償される。図５は、第１および第２の偏光子の組み合わされた効果を概略的に示しており、この効果は、より広範囲の入射角で偏光コントラスト比が高いレベルに維持されるものである。

偏光配置１において、第１の消光軸５は偏光配置の光入射および／または光出射面９に平行である。しかし、第１の消光軸（従って第２）をこのような表面に対して傾斜させてもよく、これは例えば、偏光配置が、偏光配置に光を供給する導波路と一体である場合には特に重要である場合がある。しかし、垂直入射光に対して設計されている第１の偏光子を得るためには、第１の消光軸は第１の偏光子の光入射および／または光出射面に平行または少なくともほぼ平行して揃えられることが好ましい。同様に、垂直入射光に対して設計されている第２の偏光子を得るためには、第２の消光軸は第２の偏光子の光入射および／または光出射面に少なくともほぼ直角であることが好ましい。

第１および第２の偏光子の消光軸を実施する様々な手段が利用可能である。例えば、光散乱によって消光を行ってもよく、その場合には偏光子は散乱偏光子と呼ばれる。このような偏光子自体は技術的に知られており、例えばＷＯ９７／４１４８４およびＷＯ０１／９０６３７を参照されたい。散乱偏光子は例えば等方性マトリクスに分散された透明な光学異方性粒子を含んでもよく、粒子の屈折率は１つの軸に沿っており、他方には不一致となる。粒子が切替え可能な液晶を含む場合には切替え可能な偏光子が得られ、その特定の実施の形態は高分子分散液晶として技術的に知られている。

反射によって消光軸を実施してもよく、この原理に基づく偏光子は反射偏光子として技術的に知られており、例えば、ＥＰ６０６９４０に開示された４分の１波長リターダとコレステリック偏光子の組み合わせ、およびＵＳ６，０２５，８９７に開示された偏光積層体を参照されたい。

さらに、消光は反射と屈折の組み合わせに基づいてもよく、この原理に基づく偏光子は、ＵＳ５８４５０３５に開示されているような偏光ビームスプリッタとして技術的に知られている。ＰＣＴ／ＩＢ０２／０３７１９（出願人のファイル参照ＮＬ０１０６８３）の番号の国際特許出願に記載されているホログラフィック偏光子のような、回折に基づく偏光子を用いてもよい。

可視波長域で動作するために通常は５００ｎｍよりも小さな周期性を有する金属配線または金属線の格子から偏光能力を得るワイヤグリッド偏光子も適している。ワイヤグリッド偏光子はＭｏｘｔｅｋより市販されている。

光吸収によって消光が行われる偏光子がよく知られており、本発明に関しては好ましい。このような偏光子はダイクロイック偏光子として技術的に知られている。通例、このような偏光子は二色性着色剤を含み、その分子（染料の場合）または粒子（顔料の場合）は、図１の手段１３および１５に概略的に示されているように消光軸の方向に肉眼で見えるように配向されている。例えば、ＵＳ６０４９４２８に開示されているダイクロイック偏光子が適している。

第１の偏光子は、二色性着色剤が前記第１の消光軸の方向に平面一軸配向されたダイクロイック偏光子であることが好ましい。このような偏光子は高い偏光コントラスト比を有し、可視域を含む様々な波長域で利用でき、垂直入射光に対して最も効率良く偏光を行う偏光子を提供する。

第２の偏光子は、二色性着色剤が第２の消光軸と一致する方向にホメオトロピック配向されたダイクロイック偏光子であってもよい。大きな表面積を有する偏光子を得る簡単な方法を用いてホメオトロピック配向ダイクロイック偏光子を作成することができ、これらは特に層の形状で製造されると都合がよい。ホメオトロピック配向ダイクロイック偏光子において、ダイクロイック分子は偏光子の光入射および／または光出射面に対して少なくともほぼ直角に配向され、それによって、垂直入射光に対しては最も低い効率で偏光を行い、光が傾斜入射する時には最も高い効率で偏光する偏光子が提供される。ホメオトロピック配向のディレクタを、ホメオトロピック偏光子の光入射および／または光出射面に対して傾斜させてもよい。第２の偏光子として適切に使用され得るホメオトロピック配向ダイクロイック分子を含む層自体は技術的に知られている。例えばＥＰ６０８９２４を参照されたい。または、例えば適切な電圧を印加することによって粒子領域における液晶がホメオトロピック配向された高分子分散液晶を用いて第２の偏光子の光入射および／または光出射面に対して直角な消光軸を得るようにしてもよい。適切な第２のダイクロイックホメオトロピック配向偏光子のさらに他の例としては、分子が液晶分子に合わせて配向された二色性染料が設けられた垂直配向ネマチック液晶がある（このような液晶は技術的に知られている）。さらに、ホメオトロピック配向染料層の自己組織化単層膜を用いてもよい。このような層を、ラングミュア−ブロジェットまたはマイクロ接触印刷方法を用いて形成してもよい。

特に好ましい実施の形態において、第１の偏光子は、配向二色性着色剤が分散した延伸高分子材料を含む。延伸高分子ダイクロイック偏光子は、特に高い偏光コントラスト比と特に強い角度依存性を兼ね備えている。延伸高分子は平面一軸配向を得るのに非常に適しており、ホメオトロピック配向を得るのにはあまり適していない。延伸高分子の例としては、延伸ポリエチレン、ポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコールおよびポリエチレンテレフタレート、およびＵＳ６，１３３，９７３に開示されているような他の高分子が挙げられる。好ましい延伸高分子偏光子は、二色性着色剤としてヨウ素を含むポリ（コ−ビニルアルコール−ビニルアセテート）偏光子である。適切な延伸高分子散乱偏光子がＵＳ５８２５５４３に開示されている。

本発明による偏光配置は、二色性着色剤が分散した配向高分子液晶を含む第１および／または第２の偏光子を備えてもよい。二色性染料を有する高分子液晶自体は技術的に知られており、例えばＥＰ４４２５３８およびＥＰ６０８９２４を参照されたい。

特に適切なダイクロイック偏光子は、一軸配向高分子を得るために（光）重合可能なおよび／または（光）交差結合可能な液晶組成を（光）重合させることによって得られる高分子を含むものである。このような高分子自体は技術的に知られており、例えばＷＯ８８／０００２２７を参照されたい。重合可能なおよび／または交差結合可能な液晶の例は、（メタクリル）アクリル酸塩、ビニルエーテル、ビニル、オキセタン、エポキシド群等の１つ以上の重合可能な群が設けられたメソゲニック物質である。チオレン（系）を用いてもよい。交差結合高分子はさらなる層を蒸着させるのに必要な処理に耐性、特に耐溶剤性を与えるので、偏光子がさらなる層の蒸着のための基板の役割を果たす場合、交差結合可能な液晶組成は特に魅力のあるものである。

第１および／または第２の偏光子はパターニングされてもよく、例えば偏光する領域と偏光しない領域とを含むパターン偏光子であってもよい。このようなパターン偏光子を、光重合可能な液晶を用いて都合良く製造してもよい。

第１および／または第２の偏光子を所望の波長域に対して最適化させてもよい。最適化をどのように行うかは、使用される偏光子の種類に依存する。例えば、ダイクロイック偏光子の場合、偏光子が動作する波長は二色性着色剤の吸収スペクトルによって選択される。第１および／または第２の偏光子は、例えば可視スペクトルの一部のみをカバーする狭帯域偏光子、または例えば可視スペクトル全体をカバーする広帯域偏光子であってもよい。第１および第２の偏光子の二色性着色剤は、第１の偏光子が動作する波長を第２の偏光子が動作する波長に一致させるように全く同一のものであることが好ましい。

図１の第１の偏光子３および第２の偏光子７は、層または箔の形状で設けられている。これらの層は自立しても、または基板または支持膜によって支持されてもよい。箔は、剛体、柔軟、または折り重ね可能、または折り畳み可能であってもよい。偏光子は、楔、ロッド、バー、繊維、プリズム、台形等の他の体形を有してもよい。偏光子は、偏光配置を出射または入射する光ビームの特性に影響を与えるレリーフ構造面を有してもよい。

図１の偏光子は別個の部品として示されている。これは不可欠ではなく、偏光子が層の形状で設けられている場合には、積層体等の複合体の一部となるように第１および第２の偏光子を接合してもよい。第１および第２の偏光子は、直接接触しても、または第１および第２の偏光子を固着するために光学接着剤の層等の他の光学部品が介在してもよい。

図６を参照すると、さらなる集積化を達成するために、第１および第２の偏光子は、非偏光選択域によって分離された第１の偏光域２３および第２の偏光域２５を備える単体偏光配置２１に一体化されてもよい。第１の偏光域２３は、光入射面２７に平行な消光軸２９を有し、第２の偏光域２５は、消光軸２９に直交し且つ交差する第２の消光軸３１を有している。偏光配置２１は図１の偏光配置とほぼ同様に動作する。第１および第２の偏光域は、二色性着色剤３３が分散した液晶から形成されてもよい。液晶を配向することによって二色性着色剤も配向される。第１および第２の偏光域に望ましい配向を得るために、液晶を平面一軸配向に揃えるように構成されたアライメント層３５と、液晶をホメオトロピック配向に揃えるように構成されたアライメント層３７との間に液晶を分散させてもよい。液晶を平面一軸配向およびホメオトロピック配向に揃えることができるアライメント層は技術的によく知られている。（光）重合可能な液晶を用いる場合、配向を（光）重合によって固定してもよい。

偏光配置は、ディスプレイ、特にパッシブまたはアクティブマトリクスディスプレイ、または反射型、透過型または半透過型ディスプレイ、または直視型または投影ディスプレイ等の液晶ディスプレイに特定使用されるものである。このような配列が設けられた場合、ディスプレイのコントラストがオフノーマル視角で向上する。偏光配置を液晶セルに偏光を供給するために用いてもよいが、液晶セルを横断した光の偏光を分析するために用いてもよい。

図７は、本発明による反射防止装置の断面図を概略的に示している。反射防止装置７１は、図１に示された偏光配置１と、直線偏光を円偏光に変換する光学リターダ７３を備えている。光源（図示せず）と光反射面、例えば光反射面７５との間に配置された時、反射防止装置７１は反射面からの反射を低減させることができる。さらに具体的には、偏光されていない光ビーム７７が反射防止装置７１に斜めに入射する場合、第１の偏光子３の第１の消光軸に平行な偏光が消光されて減衰光ビームを供給する（第１の偏光子３の減衰は、第１の偏光子３を通過する前の４先端矢印および第１の偏光子３を通過した後の２先端矢印を用いてｐ偏光成分によって図７に示されている）。次に、減衰光ビームは第２の偏光子７を通過し、その後ｐ偏光成分がほぼ完全に消光される。現在ｓ偏光光ビームはリターダ７３によって右回り円偏光光ビームＲＨに変換され、これは、反射面７５を反射した時に、左回り円偏光光ビームＬＨに少なくとも部分的に変換される。左回り円偏光光ビーム（成分）ＬＨは再度リターダ７３を通過し、それによって左回り円偏光光ビームをｐ偏光光ビームに変換し、それに対して理想的な場合には４分の１遅延λが必要とされる。しかし、リターダ７３によって引き起こされる実際の遅延は、左回り円偏光光ビームが入射する角度に依存する。角度が大きくなるほど、リターダ７３によって与えられる遅延は大きくなる。従って、リターダ７３が垂直入射に対して４分の１λを与えるように設計されている場合、オフノーマル入射に対しては楕円偏光を供給する。ホメオトロピック配向されているため、第２の偏光子７は複屈折する。より詳しくは、リターダ７３に向かい合う光入射面に垂直な方向に伝わる光に対する第２の偏光子７の屈折率はそれに直交する方向に対してよりも小さい。このため、光ビームは異なる程度に遅延される。第２の偏光子７によって引き起こされる遅延の差により、垂直入射とオフノーマル入射との間のリターダ７３の遅延の差が補償される。図１乃至４を参照して上に説明した通り、第２の偏光子は傾斜入射光ビームの偏光子としても機能するため、第１の偏光子３の角度依存を補償する。従って、第２の偏光子７は、リターダ７３および第１の偏光子３の角度依存を補償する二重の目的を果たす。リターダ７３の角度依存を効果的に補償するために、リターダおよび第２の偏光子の遅延は、Ｒ_ｒｅｔ（α）＋Ｒ_ｐｏｌ（α）＝１／４λおよびＲ_ｒｅｔ（α＝０°）＋Ｒ_ｐｏｌ（α＝９０°）＝１／４λとなるように選択され、ここでＲ_ｒｅｔ（α）およびＲ_ｐｏｌ（α）は、それぞれ入射角αでのリターダ７３および第２の偏光子７の遅延である。さらに詳しくは、リターダ７３の遅延の角度依存が、図３に概略的に示されているようであり、縦軸にＰＣの代わり遅延Ｒを用い場合、第２の偏光子７の遅延の角度依存が、図４に概略的に示されているように変化し、縦軸にＰＣの代わりに遅延Ｒを用いられれば効果的な補償が達成される。

本発明による反射防止装置はどのような反射面の反射率を低下させるために用いられてもよいが、円偏光の左右像を反射時に反転させる表面等の正反射面には最も効率的である。周辺光反射の抑制に特に使用される。魅力的な実施の形態において、反射防止装置はディスプレイに使用される。実際には、ディスプレイは、周辺光を観察者に対して反射させる１つ以上の面を有し、それによってディスプレイのコントラストが低下する。ディスプレイが放射する光が反射防止装置の光反射面側で発生するように反射防止装置をディスプレイ内に配置した場合、周辺光はほぼ完全に吸収されるが、ディスプレイが放射する光は半分しか吸収されない。従って、このようなディスプレイでは、昼光観察条件下でのコントラストが改善される。本発明による反射防止装置を適切に備え得るディスプレイとしては、有機エレクトロルミネセントディスプレイ、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、陰極線管、プラズマディスプレイが挙げられる。

本発明による偏光配置の実施の一形態の断面図を概略的に示している。図１の偏光配置に直角および傾斜角で入射する光ビームの偏光を概略的に示している。図１に示された第１の偏光子の入射角α（度）の関数としての（無次元単位の）偏光コントラスト比ＰＣを概略的に示している。図１に示された第２の偏光子の入射角α（度）の関数としての（無次元単位の）偏光コントラスト比ＰＣを概略的に示している。図１の偏光配置の入射角α（度）の関数としての（無次元単位の）偏光コントラスト比ＰＣを概略的に示している。本発明による偏光配置のさらなる実施の形態の断面図を概略的に示している。本発明による反射防止装置の断面図を概略的に示している。

Claims

直線偏光を選択透過する偏光配置であって、
前記偏光配置は、第１の消光軸を有する第１の直線偏光子と、第２の消光軸を有する第２の直線偏光子とを備え、
動作時において、前記第１の消光軸に直交する方向に前記第１の偏光子を横断する光ビームは、前記第２の消光軸に一致する方向に前記第２の偏光子を横断する、偏光配置。
前記第１の消光軸は、前記偏光配置の光入射および／または光出射面に平行である、請求項１に記載の偏光配置。
前記第１の偏光子は、二色性着色剤が前記第１の消光軸の方向に平面一軸配向されたダイクロイック偏光子である、請求項１または２に記載の偏光配置。
前記第２の偏光子は、二色性着色剤が前記第２の消光軸と一致する方向にホメオトロピック配向されたダイクロイック偏光子である、請求項１、２または３に記載の偏光配置。
前記第１の偏光子は、配向二色性着色剤が分散した延伸高分子材料を含む、請求項３または４に記載の偏光配置。
第１および／または第２の偏光子は、二色性着色剤が分散した配向高分子液晶を含む、請求項１、２、３または４に記載の偏光配置。
前記第１および第２の偏光子の二色性着色剤は全く同一のものである、請求項３、４、５または６に記載の偏光配置。
前記第１および第２の偏光子は複合体の別個の部品である、請求項１乃至７のいずれかに記載の偏光配置。
前記第１および第２の偏光子は偏光体の単一の部品として一体的に形成される、請求項１乃至８のいずれかに記載の偏光配置。
請求項１乃至９のいずれかに記載の偏光配置を備えるディスプレイ。
請求項４、５、６、７、８または９のいずれかに記載の偏光配置に用いられる第１および第２の直線偏光子の組み合わせ。
偏光子としての光学異方体の主表面に対してホメオトロピック配向された二色性着色剤を備える光学異方体の使用法。
請求項１１に記載の組み合わせと、直線偏光を円偏光に変換する光学リターダとを備える反射防止装置。
第２の偏光子は第１の偏光子と前記光学リターダとの間に配置される、請求項１３に記載の反射防止装置。