JP3463981B2 - 光学素子の作製法 - Google Patents
光学素子の作製法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界なしでの特定
の偏光成分を散乱させる動作が可能となる光学素子の作
製法に関し、偏光選択性のある散乱板の作製に適用する
と有効である。 【０００２】 【従来の技術】従来の重合性液晶を用いた光学素子の作
製法は、液晶中に若干量の光重合性液晶を混合し光照射
することにより構成されている［テレビジョン学会技術
報告｛山口留美子、和気豊、佐藤進（秋田大 鉱山）：
「ＵＶ−キャアラブル液晶マトリクス・ネマティック液
晶複合セルにおけるリバースモードの特性」ＩＤＹ９６
−５０ pp.137〜142 参照］。この方法は、液晶中に高
分子液晶からなる希薄な網を構成し、電界をかけること
により偏光に依存した散乱を得ることができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶中
に高分子液晶からなる希薄な網を設け、該網に電界をか
けて偏光に依存した散乱を得る技術では、以下のような
問題がある。 液晶領域が連続的であるため散乱領域と非散乱領域
を高分解能で分離することができなかった。 電界を印加しないと偏光依存性のある散乱板を実現
できなかった。 散乱光の方向を制御することが困難であった。 【０００４】 【０００５】 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【０００９】【課題を解決するための手段】 本発明による 光学素子の
作製法は、配向性を有する透明な媒体中に液滴を分散さ
せた光学素子を作製する方法であって、配向性のある基
板に挟持された光重合性液晶と非重合性液体の混合物
に、レーザ光のスペックル光を照射することを特徴とす
る。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 【００１７】図１は本発明の素子の作用をの説明する概
略図である。図１に示すように、本発明の光学素子は、
複屈折性を有する透明な複屈折性媒体１１中に、屈折率
が等方的で透明な等方性粒体１２を分散させたものであ
る。ここで、上記複屈折性媒体１１は複屈折性樹脂や複
屈折性薄膜等であり、高分子材料や液晶を重合させてな
るものである。上記等方性粒体１２は、例えばガラスビ
ーズ等のような一成分系の固体粒子や、例えばグリセリ
ンのような等方性液体の液滴や、液晶の液滴等である。
よって、本発明の光学素子のように、複屈折性媒体１１
中に、等方性粒子１２が分散した構造をとることによ
り、電界なしでの特定の偏光成分を散乱させる動作が可
能となる。なお、分散する粒体１２の直径は、光の波長
の数分の１から１０倍程度とするのが好ましく、例えば
0.１ミクロンから数ミクロン程度とし、好適には0.５ミ
クロンとするのが好ましい。 【００１８】以下、本発明の光学素子の作用について、
図１を参照して説明する。簡便のため、分散した粒子１
１は等方的な粒子であり、その個数が一個であるとして
説明する。 【００１９】図１に示すように、一般に光は透明物体で
ある複屈折性媒体１１に入射すると、その電界によって
振動双極子１３を誘起するが、一様な複屈折性媒体１１
中では振動双極子１３は一様に誘起されるため、個々の
振動双極子１３による散乱は発生しない。次に、図１に
示すように、等方性粒体１２が一個存在する場合、例え
ば、複屈折性媒体１１の常屈折率と等方性粒体１２との
屈折率が等しい場合は、屈折率差が複屈折性媒体１１と
等方性粒体１２の間で光学軸方向Ｘに生じる。 【００２０】ここで、同様に誘起される振動双極子１３
を考えると、等方性粒子１２の部分だけ光学軸方向Ｘの
振動双極子１４の大きさが異なることになる。すなわ
ち、相対的に見れば粒子の存在する場所に屈折率差に対
応する振動双極子１４が存在するのと等価である。こ
の、相対的に誘起される振動双極子１４の散乱断面積は
光学軸方向Ｘの偏光に対してのみ存在し、散乱光は主に
双極子と垂直方向に発生する。従って、光学軸方向Ｘの
偏光を選択的に散乱させることができる散乱部材が実現
できる。散乱光の偏光は光学軸方向Ｘに平行で、散乱の
主成分は光学軸と垂直になるので、光学軸方向Ｘを任意
に傾斜させることにより散乱方向を制御できることとな
る。 【００２１】 【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。 【００２２】［実施例１］図２は本発明の実施例１にか
かる光学素子を示す概略図である。図２に示すように、
実施例１にかかる光学素子２０は、複屈折性媒体２１中
に、粒径が数ミクロンで屈折率が等方的な等方性粒体２
２を分散させることにより構成される。すなわち、本実
施例にかかる光学素子は、複屈折性媒体２１として高分
子液晶を用いると共に、等方性粒体２２として、例えば
ガラスビーズの様な等方的な球を分散させてなるもので
あり、例えばポリイミドの様な配向膜２３を有するラビ
ングしたガラス板２４のような配向性のある基板で挟む
ことにより実現することができる。 【００２３】このとき、基板であるガラス板２４の配向
方向がアンチパラレルセルを構成するように配向させる
と良好な特性が得られる。これは、アンチパラレル配向
を用いると、複屈折性媒体２１として用いた高分子液晶
の液晶分子が一様に配向するため、配向の方向の乱れに
より透過側の偏光を散乱することがなくなり、良好な特
性が得られるからである。 【００２４】また、高分子液晶としては、本発明では特
に限定されるものではないが、例えば『ＵＣＬ−００
１』（商品名：ロディック社製）のような重合すること
が可能な光重合性液晶を使用し、ガラス板２４等のよう
な基板で挟んだ後に、重合させ高分子液晶とすることに
より、より強固な構造を実現できる。 【００２５】また、高分子液晶としてスメクティック液
晶のような、粘性の大きな液晶（粘度：数Ｐａ・ｓ）を
用いることにより、安定な構造を実現できる。 【００２６】例えば、等方性粒体２２として光学ガラス
（例えば「ＢＫ７」）のように重合性液晶の単軸方向の
屈折率とほぼ等しい材料をガラスビーズに用いることに
より、複屈折性媒体２１の光学軸方向の光を散乱し、そ
れと垂直な偏光成分を透過することで、偏光拡散板が実
現できた。 【００２７】［実施例２］図３は実施例２にかかる光学
素子を示す概略図である。図４は光学素子の作製方法を
示す概略図である。図５は電極で挟んだ素子を示す概略
図である。図３に示すように、実施例２の光学素子３０
は、複屈折性媒体３１中に、粒体３２として例えば液晶
のような複屈折性の液滴を分散することにより構成して
なるものである。 【００２８】上記実施例２にかかる光学素子３０は、一
例として下記に示した方法により作製が可能である。図
４は本発明の光学素子の作製法を示す概略図である。光
重合性の液晶Ａと、非重合性の液体Ｂとを混合し互いに
溶解させて作った流体である混合液３５を、例えばポリ
イミドの様な配向膜３２を有しラビングしたガラス板３
４のような配向性のある基板で挟む。この状態で混合液
３５が液晶性を示す温度において、表面が粗面の物体３
６にレーザ光源３７からレーザ光３８を照射して得られ
るスペックル光３９を照射する。すると、散乱光による
スペックル光３９中の光強度が大である領域で光重合性
液晶Ａの重合が起こり、光強度が小さい領域に非重合性
液体Ｂが集中する。そのまま重合させることにより、図
３に示すように、重合性液晶Ａが重合してできた高分子
液晶からなる媒体３１中に、非重合性液晶Ｂが集中して
等方性粒子３２が分散した構造を実現できた。 【００２９】このとき、ガラス板３４のラビング方向を
アンチパラレルの位置関係にすると、良好な偏光特性が
得られる。これは、アンチパラレル配向を用いると、液
晶分子が一様に配向するため、配向の方向の乱れにより
透過側の偏光を散乱することがないので、良好な特性が
得られるからである。 【００３０】上記表面が粗面の物体３６の粗面の粗さを
適宜制御することにより、スペックルサイズが変化する
ので、形成される等方性粒体３２の粒径の制御が任意に
可能である。 【００３１】本作製法は、一般の光誘起相分離法による
高分子分散液晶製作法に適用でき、液滴径を制御した高
分子液晶が製作できる。 【００３２】図５に示すように、本実施例にかかる図３
に示す光学素子３０を、配向膜３３とガラス板３４との
間に挿入した電極４１，４１で挟んで電界を加え、粒体
３２である液滴中の非重合性液晶Ｂの配向方向を変化さ
せることにより、重合性液晶（ＵＶキュア液晶）Ａから
なるフィルムである複屈折性媒体３１の光学軸方向の屈
折率と比べ、粒体３２としての液滴の屈折率を異なった
ものとすることができる。この結果、複屈折性媒体３１
の光学軸方向の偏光成分を他の偏光成分と比べ強く散乱
できる光学素子４０を実現できる。 【００３３】すなわち、本実施例のように、非重合性液
晶Ｂの領域からなる粒体３２を１つ１つが独立した不連
続なカプセル構造にすることにより、高分解能が実現す
る。 【００３４】また、粒体３２としての液滴の非重合性液
晶Ｂとして、例えば異常屈折率が媒体３２に比べ大きい
など、屈折率が異なる液晶を用いることにより、電界等
を加えなくても偏光拡散板として動作する素子を実現で
きる。 【００３５】この光学素子を加熱し、粒体３２としての
液滴中の非重合性液晶Ｂを等方相に転移させることによ
り、実施例１の光学素子２１を構成できる。 【００３６】［実施例３］図６は、本発明の実施例３に
かかる光学素子を示す概略図である。本実施例の光学素
子５０は例えば延伸したフィルムのように配向性を有す
る媒体５１中に粒体５２として液晶を分散させた構造を
有する。本光学素子５０では、媒体５１自体には複屈折
性はほとんどないが、延伸によりフィルムの繊維が一方
向に揃うために配向性が発生する。このフィルム中に粒
体５２である液晶を分散させると、分散した液晶の配向
方向が揃った状態が得られる。ここで、例えば液晶の単
軸方向の屈折率とフィルムの屈折率を一致させておく
と、光学軸方向の偏光を散乱し、垂直な偏光を透過する
素子が実現できる。 【００３７】なお、通常は、媒体５１である薄膜中に粒
体５２である液晶を分散させてから延伸すればよいが、
例えば媒体５１である薄膜が多孔質体の場合は、延伸し
てから孔中に粒体５２である液晶を含浸させても作製す
ることができる。 【００３８】［実施例４］図７は、本発明の実施例４に
かかる光学素子を示す概略図である。図７に示したよう
に本実施例にかかる光学素子６０は、重合性からなる複
屈折性媒体である重合した液晶Ａからなるフィルム６１
の光学軸方向Ｘをガラス板３４に対し傾斜させ、その媒
体６１である薄膜中に非重合性の流体からなる粒体６２
を分散させた構造としている。ここで、本実施例で粒体
６２としての非重合性流体とは、例えばグリセリン等を
挙げることができるが、これに限定されるものではな
い。例えば、粒体６２である流体の屈折率が媒体６１で
ある薄膜の光学軸と垂直な方向の屈折率とほぼ等しいと
すると、散乱光の源となる入射した光により誘起される
双極子の方向は、光学軸と平行になるため、散乱光の方
向は、光学軸と垂直方向に限定される。この素子では、
光学軸Ｘが傾斜しているため、基板面であるガラス板３
４とは垂直ではない特定方向へ散乱光を発生させること
ができる。 【００３９】本発明では、記媒体６１の光学軸を媒体面
から有限な角度（例えばガラス板３４面を基準面とする
と上下方向約４５°程度で傾斜させることにより、特定
方向へ散乱光を発生させることができる。 【００４０】［実施例５］図８は、本発明の実施例５に
かかる光学素子を示す概略図である。図８に示すよう
に、複屈折性媒体７１である重合性液晶Ａの複屈折率性
薄膜の光学軸Ｘ方向をガラス板３４に対し傾斜させ、そ
の薄膜中に粒体７２である非重合性液晶Ｂを分散させた
構造としている。すなわち、本実施例の光学素子７０の
構成は図５の光学素子と同様であるが、光学軸Ｘの方向
が斜めになっているものである。例えば、非重合性の液
晶Ｂの異常屈折率が媒体７１である薄膜に比べ大きく、
常屈折率が互いにほぼ等しいとすると、散乱光の源とな
る入射した光により誘起される双極子の方向は、液晶の
配向方向に追従して変化するため、散乱光の方向が電界
による液晶配向の変化により変わる。すなわち、電極４
１により発生する電界により散乱方向が変化する散乱板
が実現できる。媒体の重合性液晶Ａを薄膜の液滴中の非
重合性液晶Ｂと比べ光学異方性を小さくすることによ
り、偏光時の強度変化を抑えることができる。 【００４１】また本実施例のように複屈折率媒体６２で
ある薄膜の代わりに、配向方向が傾斜した等方的配向性
薄膜を用いてもよい。 【００４２】 【発明の効果】本発明によれば、配向性を有する透明な
媒体中に液晶滴を分散させることにより、電界なしで散
乱状態にある偏光拡散板を可能とする。 【００４３】また、配向軸方向を任意に傾斜させること
により散乱方向を制御できることとなる。特に、電界を
かけることで散乱方向が可変となる素子を実現できる。 【００４４】また、液晶領域を不連続な構造にすること
により、高分解能を実現することができる。 【００４５】また、液晶滴の直径を制御することにより
散乱度を向上させる。 【００４６】さらに、空間的に強度分布を有するスペッ
クル光を照射することにより、スペックル光中の光強度
が大である領域で光重合性液晶の重合が起こり、一方光
強度が小さい領域に非重合性液体が集中するので、重合
性液晶が重合してできた高分子液晶からなる媒体中に、
非重合性液体が集中して等方性粒子が分散した構造とす
ることができる。 【００４７】 【００４８】 【００４９】
の偏光成分を散乱させる動作が可能となる光学素子の作
製法に関し、偏光選択性のある散乱板の作製に適用する
と有効である。 【０００２】 【従来の技術】従来の重合性液晶を用いた光学素子の作
製法は、液晶中に若干量の光重合性液晶を混合し光照射
することにより構成されている［テレビジョン学会技術
報告｛山口留美子、和気豊、佐藤進（秋田大 鉱山）：
「ＵＶ−キャアラブル液晶マトリクス・ネマティック液
晶複合セルにおけるリバースモードの特性」ＩＤＹ９６
−５０ pp.137〜142 参照］。この方法は、液晶中に高
分子液晶からなる希薄な網を構成し、電界をかけること
により偏光に依存した散乱を得ることができる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶中
に高分子液晶からなる希薄な網を設け、該網に電界をか
けて偏光に依存した散乱を得る技術では、以下のような
問題がある。 液晶領域が連続的であるため散乱領域と非散乱領域
を高分解能で分離することができなかった。 電界を印加しないと偏光依存性のある散乱板を実現
できなかった。 散乱光の方向を制御することが困難であった。 【０００４】 【０００５】 【０００６】 【０００７】 【０００８】 【０００９】【課題を解決するための手段】 本発明による 光学素子の
作製法は、配向性を有する透明な媒体中に液滴を分散さ
せた光学素子を作製する方法であって、配向性のある基
板に挟持された光重合性液晶と非重合性液体の混合物
に、レーザ光のスペックル光を照射することを特徴とす
る。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 【００１７】図１は本発明の素子の作用をの説明する概
略図である。図１に示すように、本発明の光学素子は、
複屈折性を有する透明な複屈折性媒体１１中に、屈折率
が等方的で透明な等方性粒体１２を分散させたものであ
る。ここで、上記複屈折性媒体１１は複屈折性樹脂や複
屈折性薄膜等であり、高分子材料や液晶を重合させてな
るものである。上記等方性粒体１２は、例えばガラスビ
ーズ等のような一成分系の固体粒子や、例えばグリセリ
ンのような等方性液体の液滴や、液晶の液滴等である。
よって、本発明の光学素子のように、複屈折性媒体１１
中に、等方性粒子１２が分散した構造をとることによ
り、電界なしでの特定の偏光成分を散乱させる動作が可
能となる。なお、分散する粒体１２の直径は、光の波長
の数分の１から１０倍程度とするのが好ましく、例えば
0.１ミクロンから数ミクロン程度とし、好適には0.５ミ
クロンとするのが好ましい。 【００１８】以下、本発明の光学素子の作用について、
図１を参照して説明する。簡便のため、分散した粒子１
１は等方的な粒子であり、その個数が一個であるとして
説明する。 【００１９】図１に示すように、一般に光は透明物体で
ある複屈折性媒体１１に入射すると、その電界によって
振動双極子１３を誘起するが、一様な複屈折性媒体１１
中では振動双極子１３は一様に誘起されるため、個々の
振動双極子１３による散乱は発生しない。次に、図１に
示すように、等方性粒体１２が一個存在する場合、例え
ば、複屈折性媒体１１の常屈折率と等方性粒体１２との
屈折率が等しい場合は、屈折率差が複屈折性媒体１１と
等方性粒体１２の間で光学軸方向Ｘに生じる。 【００２０】ここで、同様に誘起される振動双極子１３
を考えると、等方性粒子１２の部分だけ光学軸方向Ｘの
振動双極子１４の大きさが異なることになる。すなわ
ち、相対的に見れば粒子の存在する場所に屈折率差に対
応する振動双極子１４が存在するのと等価である。こ
の、相対的に誘起される振動双極子１４の散乱断面積は
光学軸方向Ｘの偏光に対してのみ存在し、散乱光は主に
双極子と垂直方向に発生する。従って、光学軸方向Ｘの
偏光を選択的に散乱させることができる散乱部材が実現
できる。散乱光の偏光は光学軸方向Ｘに平行で、散乱の
主成分は光学軸と垂直になるので、光学軸方向Ｘを任意
に傾斜させることにより散乱方向を制御できることとな
る。 【００２１】 【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。 【００２２】［実施例１］図２は本発明の実施例１にか
かる光学素子を示す概略図である。図２に示すように、
実施例１にかかる光学素子２０は、複屈折性媒体２１中
に、粒径が数ミクロンで屈折率が等方的な等方性粒体２
２を分散させることにより構成される。すなわち、本実
施例にかかる光学素子は、複屈折性媒体２１として高分
子液晶を用いると共に、等方性粒体２２として、例えば
ガラスビーズの様な等方的な球を分散させてなるもので
あり、例えばポリイミドの様な配向膜２３を有するラビ
ングしたガラス板２４のような配向性のある基板で挟む
ことにより実現することができる。 【００２３】このとき、基板であるガラス板２４の配向
方向がアンチパラレルセルを構成するように配向させる
と良好な特性が得られる。これは、アンチパラレル配向
を用いると、複屈折性媒体２１として用いた高分子液晶
の液晶分子が一様に配向するため、配向の方向の乱れに
より透過側の偏光を散乱することがなくなり、良好な特
性が得られるからである。 【００２４】また、高分子液晶としては、本発明では特
に限定されるものではないが、例えば『ＵＣＬ−００
１』（商品名：ロディック社製）のような重合すること
が可能な光重合性液晶を使用し、ガラス板２４等のよう
な基板で挟んだ後に、重合させ高分子液晶とすることに
より、より強固な構造を実現できる。 【００２５】また、高分子液晶としてスメクティック液
晶のような、粘性の大きな液晶（粘度：数Ｐａ・ｓ）を
用いることにより、安定な構造を実現できる。 【００２６】例えば、等方性粒体２２として光学ガラス
（例えば「ＢＫ７」）のように重合性液晶の単軸方向の
屈折率とほぼ等しい材料をガラスビーズに用いることに
より、複屈折性媒体２１の光学軸方向の光を散乱し、そ
れと垂直な偏光成分を透過することで、偏光拡散板が実
現できた。 【００２７】［実施例２］図３は実施例２にかかる光学
素子を示す概略図である。図４は光学素子の作製方法を
示す概略図である。図５は電極で挟んだ素子を示す概略
図である。図３に示すように、実施例２の光学素子３０
は、複屈折性媒体３１中に、粒体３２として例えば液晶
のような複屈折性の液滴を分散することにより構成して
なるものである。 【００２８】上記実施例２にかかる光学素子３０は、一
例として下記に示した方法により作製が可能である。図
４は本発明の光学素子の作製法を示す概略図である。光
重合性の液晶Ａと、非重合性の液体Ｂとを混合し互いに
溶解させて作った流体である混合液３５を、例えばポリ
イミドの様な配向膜３２を有しラビングしたガラス板３
４のような配向性のある基板で挟む。この状態で混合液
３５が液晶性を示す温度において、表面が粗面の物体３
６にレーザ光源３７からレーザ光３８を照射して得られ
るスペックル光３９を照射する。すると、散乱光による
スペックル光３９中の光強度が大である領域で光重合性
液晶Ａの重合が起こり、光強度が小さい領域に非重合性
液体Ｂが集中する。そのまま重合させることにより、図
３に示すように、重合性液晶Ａが重合してできた高分子
液晶からなる媒体３１中に、非重合性液晶Ｂが集中して
等方性粒子３２が分散した構造を実現できた。 【００２９】このとき、ガラス板３４のラビング方向を
アンチパラレルの位置関係にすると、良好な偏光特性が
得られる。これは、アンチパラレル配向を用いると、液
晶分子が一様に配向するため、配向の方向の乱れにより
透過側の偏光を散乱することがないので、良好な特性が
得られるからである。 【００３０】上記表面が粗面の物体３６の粗面の粗さを
適宜制御することにより、スペックルサイズが変化する
ので、形成される等方性粒体３２の粒径の制御が任意に
可能である。 【００３１】本作製法は、一般の光誘起相分離法による
高分子分散液晶製作法に適用でき、液滴径を制御した高
分子液晶が製作できる。 【００３２】図５に示すように、本実施例にかかる図３
に示す光学素子３０を、配向膜３３とガラス板３４との
間に挿入した電極４１，４１で挟んで電界を加え、粒体
３２である液滴中の非重合性液晶Ｂの配向方向を変化さ
せることにより、重合性液晶（ＵＶキュア液晶）Ａから
なるフィルムである複屈折性媒体３１の光学軸方向の屈
折率と比べ、粒体３２としての液滴の屈折率を異なった
ものとすることができる。この結果、複屈折性媒体３１
の光学軸方向の偏光成分を他の偏光成分と比べ強く散乱
できる光学素子４０を実現できる。 【００３３】すなわち、本実施例のように、非重合性液
晶Ｂの領域からなる粒体３２を１つ１つが独立した不連
続なカプセル構造にすることにより、高分解能が実現す
る。 【００３４】また、粒体３２としての液滴の非重合性液
晶Ｂとして、例えば異常屈折率が媒体３２に比べ大きい
など、屈折率が異なる液晶を用いることにより、電界等
を加えなくても偏光拡散板として動作する素子を実現で
きる。 【００３５】この光学素子を加熱し、粒体３２としての
液滴中の非重合性液晶Ｂを等方相に転移させることによ
り、実施例１の光学素子２１を構成できる。 【００３６】［実施例３］図６は、本発明の実施例３に
かかる光学素子を示す概略図である。本実施例の光学素
子５０は例えば延伸したフィルムのように配向性を有す
る媒体５１中に粒体５２として液晶を分散させた構造を
有する。本光学素子５０では、媒体５１自体には複屈折
性はほとんどないが、延伸によりフィルムの繊維が一方
向に揃うために配向性が発生する。このフィルム中に粒
体５２である液晶を分散させると、分散した液晶の配向
方向が揃った状態が得られる。ここで、例えば液晶の単
軸方向の屈折率とフィルムの屈折率を一致させておく
と、光学軸方向の偏光を散乱し、垂直な偏光を透過する
素子が実現できる。 【００３７】なお、通常は、媒体５１である薄膜中に粒
体５２である液晶を分散させてから延伸すればよいが、
例えば媒体５１である薄膜が多孔質体の場合は、延伸し
てから孔中に粒体５２である液晶を含浸させても作製す
ることができる。 【００３８】［実施例４］図７は、本発明の実施例４に
かかる光学素子を示す概略図である。図７に示したよう
に本実施例にかかる光学素子６０は、重合性からなる複
屈折性媒体である重合した液晶Ａからなるフィルム６１
の光学軸方向Ｘをガラス板３４に対し傾斜させ、その媒
体６１である薄膜中に非重合性の流体からなる粒体６２
を分散させた構造としている。ここで、本実施例で粒体
６２としての非重合性流体とは、例えばグリセリン等を
挙げることができるが、これに限定されるものではな
い。例えば、粒体６２である流体の屈折率が媒体６１で
ある薄膜の光学軸と垂直な方向の屈折率とほぼ等しいと
すると、散乱光の源となる入射した光により誘起される
双極子の方向は、光学軸と平行になるため、散乱光の方
向は、光学軸と垂直方向に限定される。この素子では、
光学軸Ｘが傾斜しているため、基板面であるガラス板３
４とは垂直ではない特定方向へ散乱光を発生させること
ができる。 【００３９】本発明では、記媒体６１の光学軸を媒体面
から有限な角度（例えばガラス板３４面を基準面とする
と上下方向約４５°程度で傾斜させることにより、特定
方向へ散乱光を発生させることができる。 【００４０】［実施例５］図８は、本発明の実施例５に
かかる光学素子を示す概略図である。図８に示すよう
に、複屈折性媒体７１である重合性液晶Ａの複屈折率性
薄膜の光学軸Ｘ方向をガラス板３４に対し傾斜させ、そ
の薄膜中に粒体７２である非重合性液晶Ｂを分散させた
構造としている。すなわち、本実施例の光学素子７０の
構成は図５の光学素子と同様であるが、光学軸Ｘの方向
が斜めになっているものである。例えば、非重合性の液
晶Ｂの異常屈折率が媒体７１である薄膜に比べ大きく、
常屈折率が互いにほぼ等しいとすると、散乱光の源とな
る入射した光により誘起される双極子の方向は、液晶の
配向方向に追従して変化するため、散乱光の方向が電界
による液晶配向の変化により変わる。すなわち、電極４
１により発生する電界により散乱方向が変化する散乱板
が実現できる。媒体の重合性液晶Ａを薄膜の液滴中の非
重合性液晶Ｂと比べ光学異方性を小さくすることによ
り、偏光時の強度変化を抑えることができる。 【００４１】また本実施例のように複屈折率媒体６２で
ある薄膜の代わりに、配向方向が傾斜した等方的配向性
薄膜を用いてもよい。 【００４２】 【発明の効果】本発明によれば、配向性を有する透明な
媒体中に液晶滴を分散させることにより、電界なしで散
乱状態にある偏光拡散板を可能とする。 【００４３】また、配向軸方向を任意に傾斜させること
により散乱方向を制御できることとなる。特に、電界を
かけることで散乱方向が可変となる素子を実現できる。 【００４４】また、液晶領域を不連続な構造にすること
により、高分解能を実現することができる。 【００４５】また、液晶滴の直径を制御することにより
散乱度を向上させる。 【００４６】さらに、空間的に強度分布を有するスペッ
クル光を照射することにより、スペックル光中の光強度
が大である領域で光重合性液晶の重合が起こり、一方光
強度が小さい領域に非重合性液体が集中するので、重合
性液晶が重合してできた高分子液晶からなる媒体中に、
非重合性液体が集中して等方性粒子が分散した構造とす
ることができる。 【００４７】 【００４８】 【００４９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子の作用概略図である。
【図２】実施例１の光学素子の概略図である。
【図３】実施例２の光学素子の概略図である。
【図４】実施例２の光学素子の作製方法図である。
【図５】実施例２の電極で挟んだ光学素子の概略図であ
る。 【図６】実施例３の光学素子の作製方法図である。 【図７】実施例４の光学素子の作製方法図である。 【図８】実施例５の光学素子の作製方法図である。 【符号の説明】 １１ 複屈折性媒体 １２ 等方性粒体 １３ 振動双極子 Ｘ 光学軸方向 １４ 振動双極子 ２０ 光学素子 ２１ 複屈折性媒体 ２２ 等方性粒体 ２３ 配向膜 ２４ ガラス板 ３０ 光学素子 ３１ 複屈折性媒体 ３２ 粒体 ３５ 混合液 ３６ 表面が粗面の物体 ３７ レーザ光源 ３８ レーザ光 ３９ スペックル光 ４０ 光学素子 ４１ 電極 ５０ 光学素子 ５１ 媒体 ５２ 粒体 ６０ 光学素子 ６１ 媒体 ６２ 粒体 ７０ 光学素子 ７１ 媒体 ７２ 粒体
る。 【図６】実施例３の光学素子の作製方法図である。 【図７】実施例４の光学素子の作製方法図である。 【図８】実施例５の光学素子の作製方法図である。 【符号の説明】 １１ 複屈折性媒体 １２ 等方性粒体 １３ 振動双極子 Ｘ 光学軸方向 １４ 振動双極子 ２０ 光学素子 ２１ 複屈折性媒体 ２２ 等方性粒体 ２３ 配向膜 ２４ ガラス板 ３０ 光学素子 ３１ 複屈折性媒体 ３２ 粒体 ３５ 混合液 ３６ 表面が粗面の物体 ３７ レーザ光源 ３８ レーザ光 ３９ スペックル光 ４０ 光学素子 ４１ 電極 ５０ 光学素子 ５１ 媒体 ５２ 粒体 ６０ 光学素子 ６１ 媒体 ６２ 粒体 ７０ 光学素子 ７１ 媒体 ７２ 粒体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−274108（ＪＰ，Ａ)
特表 平２−503963（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 5/30
G02B 5/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 配向性を有する透明な媒体中に液滴を分
散させた光学素子を作製する方法であって、 配向性のある基板に挟持された光重合性液晶と非重合性
液体の混合物に、レーザ光のスペックル光を照射するこ
とを特徴とする光学素子の作製法。
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|---|---|---|---|
| JP23252898A JP3463981B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 光学素子の作製法 |
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|---|---|
| JP2000066024A JP2000066024A (ja) | 2000-03-03 |
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| JP (1) | JP3463981B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102667541A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-12 | 三井化学株式会社 | 偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 |
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| CN102667541A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-12 | 三井化学株式会社 | 偏光性扩散膜及其制造方法以及包含偏光性扩散膜的液晶显示装置 |
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| JP2000066024A (ja) | 2000-03-03 |
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