JPH1172621A - 光学デバイス - Google Patents
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- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造の容易化のため、層の数を最小にできる
多層型光学デバイスを提供する。 【解決手段】 光学デバイスは、異方性分子を有する異
方性層及び異方性層に隣接する配向層を含む。配向層は
該異方性層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向
させる。配向層はまた、ツイストした分子構造を含み、
ツイストした光学リターダを規定する。
多層型光学デバイスを提供する。 【解決手段】 光学デバイスは、異方性分子を有する異
方性層及び異方性層に隣接する配向層を含む。配向層は
該異方性層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向
させる。配向層はまた、ツイストした分子構造を含み、
ツイストした光学リターダを規定する。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、異方性分子を有す
る異方性層及び配向層を含む、多層型光学デバイスに関
する。配向層は、異方性層に隣接して設置され、異方性
層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向させる。
る異方性層及び配向層を含む、多層型光学デバイスに関
する。配向層は、異方性層に隣接して設置され、異方性
層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向させる。
【従来の技術】配向層を用いて、異方性層の隣接する表
面領域にある異方性分子、例えば液晶層の液晶分子を配
向させることは周知である。この配向層は多くの場合ポ
リイミドから作製される。そのため、高温で数時間のベ
ーキングを行い、且つ柔らかいパイル布を用いたラビン
グを何度も行う必要があった。長時間の高温のベーキン
グを行えば、配向層の下の層に悪影響を与える可能性が
ある。またラビングによって、デバイス内にほこりやご
みが入り込む可能性がある。従って、多層型光学デバイ
スにおいて、そのような配向層の数を最小にすることは
有益である。EP-A-0689084は、感光性材料を用いて配向
層を生成することを開示している。この感光性材料は偏
光紫外線によって変化し、配向層を形成する。配向層内
では、配向方向は紫外線の偏光方向に依存する。EP-A-0
689084は、１つ以上の上述のような配向層（または従来
の配向層）を有する光学デバイスを幾つか開示してい
る。配向層は、隣接する異方性層の液晶分子を多様に配
向させ、例えば一軸性（ツイストしていない）及びツイ
スト構造から、またはカイラル複屈折構造から光学的リ
タデーションを生成する。
面領域にある異方性分子、例えば液晶層の液晶分子を配
向させることは周知である。この配向層は多くの場合ポ
リイミドから作製される。そのため、高温で数時間のベ
ーキングを行い、且つ柔らかいパイル布を用いたラビン
グを何度も行う必要があった。長時間の高温のベーキン
グを行えば、配向層の下の層に悪影響を与える可能性が
ある。またラビングによって、デバイス内にほこりやご
みが入り込む可能性がある。従って、多層型光学デバイ
スにおいて、そのような配向層の数を最小にすることは
有益である。EP-A-0689084は、感光性材料を用いて配向
層を生成することを開示している。この感光性材料は偏
光紫外線によって変化し、配向層を形成する。配向層内
では、配向方向は紫外線の偏光方向に依存する。EP-A-0
689084は、１つ以上の上述のような配向層（または従来
の配向層）を有する光学デバイスを幾つか開示してい
る。配向層は、隣接する異方性層の液晶分子を多様に配
向させ、例えば一軸性（ツイストしていない）及びツイ
スト構造から、またはカイラル複屈折構造から光学的リ
タデーションを生成する。
【発明が解決しようとする課題】上述のように、多層型
光学デバイスにおいて、配向層形成工程が複雑で、且つ
工程中に生じる欠陥が比較的多いという課題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
り、本発明の目的は、デバイスに含まれる配向層の数を
最小にした光学デバイスを提供することである。
光学デバイスにおいて、配向層形成工程が複雑で、且つ
工程中に生じる欠陥が比較的多いという課題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
り、本発明の目的は、デバイスに含まれる配向層の数を
最小にした光学デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】本発明の一局面によれ
ば、光学デバイスは異方性分子を有する異方性層及び該
異方性層と隣接する配向層を含む。該配向層は該異方性
層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向させる。
該配向層はツイストした分子構造を含み、ツイストした
光学リターダを規定する。これにより、上記目的が達成
される。前記ツイストした分子構造が、カイラル分子を
前記配向層に添加することにより設けられてもよい。ま
たは、前記ツイストした分子構造が、カイラルドーパン
トを前記配向層に添加することにより設けられてもよ
い。前記配向層はツイストした重合された反応性メソゲ
ンを含み得る。前記異方性層が液晶層であってもよい。
前記液晶層はカイラル成分を含み得る。前記液晶層は二
色性色素分子を含み得る。前記液晶層内で液晶分子が固
定され得る。前記液晶層内で液晶分子が該液晶層に印加
される外場の変化に応じて移動可能であってもよい。前
記異方性層内で異方性分子が固定されてもよい。前記異
方性層内で異方性分子が該異方性層に印加される外場の
変化に応じて移動可能であってもよい。前記異方性層が
さらなる配向層であってもよい。さらなる異方性層が前
記さらなる配向層の上に設置され、該さらなる配向層に
よって配向されてもよい。前記さらなる配向層が光学リ
ターダとして作用するように配置され得る。前記ツイス
トした分子構造の分子が前記配向層の反対側表面で異な
るプレチルト角を有し得る。前記配向層は、異なる重合
機能性を有する、重合された反応性メソゲンから形成さ
れ得る。前記反応性メソゲンは単官能性と二官能性の重
合可能な液晶との混合物を含み得る。光学デバイスは前
記液晶層に外場を印加する手段をさらに備えてもよい。
光学デバイスは前記異方性層に外場を印加する手段をさ
らに備えてもよい。光学デバイスは前記異方性層の少な
くとも一方の面上に設置した偏光子をさらに備えてもよ
い。光学デバイスは反射板をさらに備えてもよい。以下
に作用を説明する。このように本発明の配向層内では、
配向層と異方性層との界面の平面への表面ディレクタの
投影は、配向層の厚さ以内の他の幾つかの地点における
ディレクタの同平面への投影と平行にならない。「表面
ディレクタ」は表面の分子のとり得る方向の範囲であ
る。上述のように本発明では、カイラル分子またはカイ
ラルドーパントを配向層に添加することによって、ツイ
ストされた分子構造を得ることができる。簡便な実施形
態では、配向層は、ツイストした重合された反応性メソ
ゲン（重合された液晶モノマー／プレポリマー）を含
む。０度より正方向に大きい角度からのツイストの任意
の角度が、配向層に導入され得る。角度の大きさは、そ
の光学デバイスの必要条件に依存する。上述のように、
異方性層はツイストした、またはツイストしていない液
晶層であり得る。液晶層内の液晶分子は固定され得る。
または液晶分子は、その層に印加された電界または磁界
の変化に応じて移動可能であり得る。あるいは前述のよ
うに、異方性層は、別の異方性層の配向に用いる別の配
向層であってもよいし、その自体が光学リターダとして
作用するように配置された別の配向層であってもよい。
従って本発明によれば、デバイスの製造の容易化のため
にデバイスの有する層の数を減らすことができる、光学
デバイスを提供するという利点を実現できる。当業者
が、添付の図面を参照して以下の詳細な記載を読み、理
解すれば、本発明のこの及び他の利点は明らかとなるで
あろう。
ば、光学デバイスは異方性分子を有する異方性層及び該
異方性層と隣接する配向層を含む。該配向層は該異方性
層の隣接する表面領域にある異方性分子を配向させる。
該配向層はツイストした分子構造を含み、ツイストした
光学リターダを規定する。これにより、上記目的が達成
される。前記ツイストした分子構造が、カイラル分子を
前記配向層に添加することにより設けられてもよい。ま
たは、前記ツイストした分子構造が、カイラルドーパン
トを前記配向層に添加することにより設けられてもよ
い。前記配向層はツイストした重合された反応性メソゲ
ンを含み得る。前記異方性層が液晶層であってもよい。
前記液晶層はカイラル成分を含み得る。前記液晶層は二
色性色素分子を含み得る。前記液晶層内で液晶分子が固
定され得る。前記液晶層内で液晶分子が該液晶層に印加
される外場の変化に応じて移動可能であってもよい。前
記異方性層内で異方性分子が固定されてもよい。前記異
方性層内で異方性分子が該異方性層に印加される外場の
変化に応じて移動可能であってもよい。前記異方性層が
さらなる配向層であってもよい。さらなる異方性層が前
記さらなる配向層の上に設置され、該さらなる配向層に
よって配向されてもよい。前記さらなる配向層が光学リ
ターダとして作用するように配置され得る。前記ツイス
トした分子構造の分子が前記配向層の反対側表面で異な
るプレチルト角を有し得る。前記配向層は、異なる重合
機能性を有する、重合された反応性メソゲンから形成さ
れ得る。前記反応性メソゲンは単官能性と二官能性の重
合可能な液晶との混合物を含み得る。光学デバイスは前
記液晶層に外場を印加する手段をさらに備えてもよい。
光学デバイスは前記異方性層に外場を印加する手段をさ
らに備えてもよい。光学デバイスは前記異方性層の少な
くとも一方の面上に設置した偏光子をさらに備えてもよ
い。光学デバイスは反射板をさらに備えてもよい。以下
に作用を説明する。このように本発明の配向層内では、
配向層と異方性層との界面の平面への表面ディレクタの
投影は、配向層の厚さ以内の他の幾つかの地点における
ディレクタの同平面への投影と平行にならない。「表面
ディレクタ」は表面の分子のとり得る方向の範囲であ
る。上述のように本発明では、カイラル分子またはカイ
ラルドーパントを配向層に添加することによって、ツイ
ストされた分子構造を得ることができる。簡便な実施形
態では、配向層は、ツイストした重合された反応性メソ
ゲン（重合された液晶モノマー／プレポリマー）を含
む。０度より正方向に大きい角度からのツイストの任意
の角度が、配向層に導入され得る。角度の大きさは、そ
の光学デバイスの必要条件に依存する。上述のように、
異方性層はツイストした、またはツイストしていない液
晶層であり得る。液晶層内の液晶分子は固定され得る。
または液晶分子は、その層に印加された電界または磁界
の変化に応じて移動可能であり得る。あるいは前述のよ
うに、異方性層は、別の異方性層の配向に用いる別の配
向層であってもよいし、その自体が光学リターダとして
作用するように配置された別の配向層であってもよい。
従って本発明によれば、デバイスの製造の容易化のため
にデバイスの有する層の数を減らすことができる、光学
デバイスを提供するという利点を実現できる。当業者
が、添付の図面を参照して以下の詳細な記載を読み、理
解すれば、本発明のこの及び他の利点は明らかとなるで
あろう。
【発明の実施の形態】以下に本発明を、添付の図面を参
照して図示した実施例を通して説明する。 （実施形態１）光学デバイスは基板１０、第一の配向層
１２、第二の配向層１４、及び第二の配向層１４上の異
方性層１６とを含む（図１参照）。第一の配向層１２
は、例えばそれ自体公知の方法でラビングされたポリイ
ミドから作製される、従来の配向層である。第二の配向
層１４は、例えば、トルエンのような溶媒からその層を
スピンコートすることによって形成される。配向層１２
との界面にある配向層１４の分子は、配向層１２の配向
に従う。配向層１４は典型的に、配向層１４にツイスト
を生じさせるカイラルドーパントを有する反応性メソゲ
ン（重合可能な液晶）から作製される。配向層１４の厚
さ（及び結果として配向層１４のツイスト）は、スピン
速度及び溶媒に対する反応性メソゲンの濃度によって制
御される。配向層を形成する混合物のピッチに対する厚
さの比もまた、任意の厚さの層に生じるツイストを決定
する。層のツイストはカイラルドーパントの濃度及びカ
イラルの大きさ（Chirality）または（反応性メソゲン
が本質的にカイラルである場合）反応性メソゲン自体の
カイラルの大きさによって決まる。その後、配向層１４
は、反応性メソゲンの性質によって熱重合または光重合
により重合され得る。これらの制御パラメータを用いれ
ば、配向層１６との界面における配向層１４の表面ディ
レクタが所望の方位角となり、且つ同時に所望の配向層
１４を通過する光の光学リタデーションが得られるよう
な、ツイスト及び厚さを配向層１４に与えることができ
る。異方性層１６は、配向層１４に対する上述の方法と
同様の方法でコーティングされ得る。ただし、この場合
は配向層１６はツイストしていない分子構造である。従
って、ポリマー層が必要な場合、異方性層１６は溶液の
スピンコート及びその後重合によって得られる。重合の
前に、配向層１４との界面における配向層１６の表面分
子は、配向層１４の表面ディレクタの配向に従う。ある
いは、配向層１２及び１４を有する基板１０は、他の幾
つかの配向層または液晶材料を封入され得るディスプレ
イ形成層でコーティングされた他の基板と組み合わせる
ことができる。その結果、ディスプレイ形成層は他の界
面を規定し、もう一方の基板上の隣接する配向層の配向
に従う。図１に示す光学デバイスの一例を通る光の透過
方向を図１Ａに図示する。異方性層１６は、色素分子を
有する重合された反応性メソゲン層であり得、直線偏光
子として作用する。配向層１４はツイスト角φ1、厚さ
ｄ1及び複屈折を有し、１／４波長板として動作する。
よって、動作において、異方性層１６からの入射直線偏
光は、１／４波長板として作用する配向層１４によって
円形偏光に変換される。ある実施例において、５５０ｎ
ｍの波長で０．１８９の複屈折を有する材料に対し、５
５０ｎｍの波長で１／４波長板と同様の動作をするリタ
ーダを形成する上で必要なツイスト角φ1及び厚さｄ1の
値は、それぞれ６３．６４度及び１０２７ｎｍである。
上述の例の変形として、配向層１６からの入射直線偏光
の方位角上の回転に影響を与えるため、リターダが１／
２波長板と同様の動作をするように配向層１４のツイス
ト角φ1、厚さｄ1を調節する。０．１８９の複屈折を有
する材料に対し、直線偏光を３０度回転させるために必
要なツイスト角及び厚さの値は、それぞれ３０度及び２
８６９ｎｍである。これらの値は３０度ＴＮ層に対する
第一の極小条件と等しい。しかし、直線偏光の偏光方向
を任意の角度回転させるために、ツイスト角φ1及び厚
さｄ1の値を調節することができる。 （実施形態２）色素分子を有する重合された反応性メソ
ゲン層１６を、二色性の色素分子を有する外場によって
切替可能な液晶層１８と置き換え、且つ配向層１４の液
晶層１８と反対側の面上に反射板２０を設置すれば、外
場によって明／暗の切替可能な反射型デバイスを得るこ
とができる（図２参照）。図１の実施例で述べたよう
に、配向層１４は１／４波長リターダとして、また液晶
層１８に対する配向層として作用する。図２のデバイス
はまた別の基板２２を含む。別の基板２２は、別のラビ
ングされた配向層２４、及び切替可能な液晶層１８に電
界を印加するそれ自体公知の手段（図示せず）とを有す
る。図２に示す光学デバイスの一例を通る光の透過方向
を図２Ａに図示する。 （実施形態３）図３に示すデバイスは図２のデバイスと
同様であるが、反射型デバイスではなく透過型デバイス
である点が異なる。この結果、配向層１４は１／２波長
板として形成され、反射板２０は不要となる。また直線
偏光子２５が、基板１０の配向層１２及び１４と反対側
の面上に設置される。偏光子２５の透過軸は、色素分子
を有する液晶層１８の透過軸に対する配向層１４のツイ
スト角に９０度を加えた角度に方向付けられる。液晶に
電界が印加されていないとき、デバイスは暗である。ま
た電圧が印加されると、明となる（液晶層１８の光吸収
は電圧の大きさに依存する）。 （実施形態４）図４に示す光学デバイスは、色消しの円
形偏光子の機能を有するように意図される。デバイス
は、広い意味で図１を参照して上述したタイプの配向層
１４及び異方性層１６と、追加のリターダ層２６を含
む。リターダ層２６は異方性層１６と同様の一般的なタ
イプである。しかし、この追加のリターダ層２６は、そ
の表面ディレクタの方向が、配向層１４の表面ディレク
タに対し、方位角χ2（χ2はゼロ以外）となるように配
置される。この点について、図４の配向層１４の反対側
の表面ディレクタは、方位学的に異方性層１６の偏光軸
に沿って配向すると理解される。これは図１のデバイス
の場合も同様である。リターダ層２６はツイスト角φ2
を有する。この実施形態では、配向層１４は異方性層１
６に配向されるように形成される。その後これらの層の
組み合わせを、既に形成されているリターダ層２６上に
設置する。従って、配向層１４はリターダ層２６を配向
しないし、またリターダ層２６によって配向されない。
このデバイスの光の透過方向を図４Ａに示す。図４のデ
バイスにおいて、配向層１４、異方性層１６及び配向層
２４は基板２２上に設置される。一方、配向層１２及び
リターダ層２６は基板１０上に設置される。その後、こ
れらの２つの構造体を積層する。この製法には界面流体
（各層の間に流体）（屈折率が整合する流体または最適
な屈折率を有する重合可能な接着剤）を用いる必要があ
り得る。図４に示すデバイスを一旦組み立てれば、基板
１０と２２の一方または両方を除去することができる。
例えば、基板１０と２２の一方または両方はポリマー遊
離膜であり得る。ポリマー遊離膜は最後に剥がすことが
でき、その工程によってデバイスが完成する。これによ
り、他のデバイスにも組み込むことができる薄い自立型
光学素子が得られる利点がある。１つ以上の除去可能な
基板は、本発明のその他の任意の受動的な（切替できな
い）実施形態の光学素子に適用できる。代わりの実施形
態では、追加の配向リターダ層２６はツイストしていな
い。すなわちφ2がゼロである。具体的な実施例では、
色消しの円形偏光子はツイスト角φ1及び厚さｄ1がそれ
ぞれ２８．４度及び１９２２ｎｍである配向層１４を有
する。また、追加のリターダ層２６は厚さｄ2が５６９
ｎｍのツイストしていない層（φ2＝０度）である。追
加のリターダ層２６は、その光学軸が直線偏光子として
作用する異方性層１６の偏光軸に対して方位角上χ
2（７８．６度）回転されるように方向付けられる。別
の実施例では、色消しの円形偏光子がツイスト角φ2が
２０度及び厚さがｄ2５７５ｎｍのリターダ層２６を有
する。リターダ層２６の表面ディレクタは、異方性層１
６の透過軸に対してχ2（６７度）回転している。配向
層１４及び異方性層１６は、前段落に述べたものと同じ
である。 （実施形態５）図５の光学素子は、異方性層１６が不要
で、隣接する配向層１４及びリターダ２６が何れもカイ
ラル反応性メソゲンから作製される点で前述した実施形
態と異なる。リターダ層２６は配向層１４を配向させ、
且つ光学リターダとして作用する。 （実施形態６）図６及び図６Ａに示す光学デバイスは、
色消しの円形偏光子である。このデバイスでは、層１４
は、直線偏光子として作用する異方性層１６の偏光軸に
対して方位角上角度χ1回転している。これは既に形成
された層２６上に層１４を形成することによって得られ
る。層１４は、リターダ層２６とは別に基板２２上に形
成された層１６を配向しない。図６の光学デバイスで
は、配向層１４及びリターダ層２６は何れもツイストを
有する。しかし所望であれば、これらの層のうち一方を
ツイストさせなくてもよい。この後者のタイプのデバイ
スの一実施例では、リターダ層２６はツイストを有し、
ツイストしていない配向層１４を配向する。その場合の
構成は、χ1＝１５度、厚さｄ1＝９８０ｎｍ、ツイスト
角φ2＝８５．５度、厚さｄ2＝９２０ｎｍ及びχ2＝１
５度である。 （実施形態７）図７の光学デバイスにおいて、構成は図
６の構成と同様であるが、異方性層１６の代わりに従来
の直線偏光子２８を用いる点が異なる。異方性層１６は
直線偏光子２８と同じ機能を有する。 （実施例１）ツイストされていない層１４を有する光学
デバイスは、以下のような方法で上述した実施形態に従
って構成される。但し、以下の実施例の層は、製造の容
易化のため上述した層に対して逆の順番で製造されたこ
とに留意されたい。配向層PI2555（DuPont社製）を平坦
な一枚のガラス上にスピンコートし、約０．３ｍｍのね
じれを有するパイルでラビングした。反応性メソゲンRM
257（E.Merck社製）を３倍の重量の溶媒混合液に溶解さ
せた。溶媒はキシレン２０％及びトルエン８０％を含ん
だ。RM257を溶媒に溶解させる前に、光開始剤（D4265
（CibaGeigy社製））３％をRM257に添加した。その結果
得られた溶液をPI2555コーティングされたガラス基板上
に温度８５℃（溶液及び基板の両方）、回転速度３７４
０ｒｐｍで４０秒スピンコートとした。その結果得られ
たRM257層を８５℃で３０秒間配向させ、その後８５℃
で紫外線により重合させた。これにより、リタデーショ
ンが１８５ｎｍである、ツイストしていない異方性ポリ
マー層が得られた。この層の上面に別の層を次のように
形成した。２．１重量％のCB15（E.Merck社製）をRM257
及び３％D4265に溶解させた。その後、この混合物を前
述の溶媒混合液に、RM257が１に対し溶媒３の割合で溶
解させた。次に、この溶媒混合液を第一のRM257層上に
４３００ｒｐｍで４０秒、温度８５℃でスピンコートし
た。第二のRM257層を８５℃で２０秒間配向させ、その
後８５℃で紫外線により重合させた。その結果得られた
ツイストした異方性ポリマー層は約１７４ｎｍの効果的
なリタデーション（ｄ・Δｎ）を有した。ツイストして
いない層のディレクタが直線偏光の偏光方位角に対して
１５度となるように、製造した色消しの円形偏光子を方
向付けした後、その構造体の楕円率を測定した。これら
の測定結果を、４×４光学的変換マトリクス法を用いた
計算値と共に図１３に示す。図１３に示されるように、
実験値と理論値の曲線は極めて良く一致している。この
実施例のデバイスは、これと等価の単一層の１／４波長
リターダ（標準ＱＷＰとして図１３に示す）よりも広い
波長範囲で１に近い楕円率を有する。 （実施形態８）図８及び８Ａの光学デバイスは、図６及
び６Ａのデバイスと同様であるが、配向層１４もまた異
方性層１６に配向を与える点が異なる。よって、リター
ダ層２６の隣接する表面は配向層１４を配向し、配向層
１４は異方性層１６を配向する。従って、従来のデバイ
スが標準的に備える、通常の中間にある配向層を全て完
全に省くことができる。例えば配向層２４を有する基板
２２を省くことができる。この実施形態の一実施例で
は、φ1＝３０度、ｄ1＝１６５０ｎｍ、χ1＝０度、φ2
＝８４度、ｄ2＝８１０ｎｍ及びχ2（＝χ1＋φ1）＝３
０度である。図８Ａでは、χ1は０度であるため示され
ていない。 （実施形態９）図９のデバイスの構成は図８の構成と同
様である。但し、この場合は、直線偏光子として作用す
る異方性層１６の代わりにアクティブな色素分子を有す
る液晶層１８を用い、またラビングされた配向層２４を
有する基板２２も設置される。図２の実施形態のよう
に、基板２２は液晶層１８に電界を印加する手段を備え
る。 （実施形態１０）図１０に示すデバイスは切替可能な反
射型デバイスである。切替可能な液晶層１８は、図２の
実施形態のようなツイストしていない層ではなく、ツイ
ストした層である。このデバイスは反射板２０及び直線
偏光子２８を有する。液晶層１８及びリターダ層２６の
構成は上述の色消しの円形偏光子（すなわち図６及び図
８）と同様であり得る。図１０の実施形態の変形とし
て、層１８及び層２６の役割を逆にする。よって、層２
６はアクティブ液晶層となり、層１８はパッシブな、重
合された反応性メソゲン層となる。さらに代わりに、図
１０のデバイスを透過型デバイスに変える。この目的の
ため、反射板２０が省かれ、代わりにディスプレイの外
側に別の偏光子が設置される。２個の配向層１４及び１
６を有するデバイスと比べて、色消し特性がさらに改善
された円形偏光子を得るために、３個以上の配向リター
ダ層を組み合わせることも可能である。さらに、Solc及
びLyotフィルタのような偏光干渉フィルタを得るため
に、ツイストした層を組み合わせることも可能である。
１個以上の層１４及び２６が反応性メソゲンから作製さ
れる場合、固有プレチルトは適用する反応性メソゲンの
性質によって調節できる。ジアクリレート反応性メソゲ
ンの場合、プレチルト角は通常約ゼロである。しかし、
公知の量のモノアクリレートを添加することにより、ジ
アクリレートの表面プレチルトを変化させることは、本
発明の範囲内である。このことは同一出願人の英国出願
第９７０４６２３．９号（出願日１９９７年３月６日）
の対象であり、その内容を本願に援用する。従ってある
実施例では、後から形成する層に所望の配向方向及びプ
レチルトを与えるために、メソゲン材料から作製された
ツイストしたリターダを用いる。そのようなリターダの
適用例は、ノーマリーホワイトモードで動作するように
構成された図２について上述した暗／明デバイスであ
る。層１４によって規定される１／４波長板は、配向界
面で極めて高いプレチルトを有するように構成され、液
晶をほとんどホメオトロオピックに配向させるであろ
う。層１８の反対側の表面もまた高いプレチルトを有す
るため、電圧が印加されていないとき、デバイスは明と
なるであろう。 （実施形態１１）図１１及び図１２を参照に説明する。
高いプレチルトが図１１に示す光学デバイスに生じる。
図１１には、ガラス板４２（電極（図示せず）を有す
る）、配向層４４、及び液晶層４６からなる構造体が示
されている。この構造体は連結リターダ及び配向層とし
て作用する。ガラス板４２は、部分的に例えば錫ドープ
酸化インジウム（ＩＴＯ）の透明電極でコーティングさ
れる。ガラス板４２は、それ自体が公知の方法でガラス
板上にスピンコートされた、ポリイミドの薄い層４４を
有する。このポリイミド層４４はラビングされ、液晶層
４６に対して配向表面を与える。次に、ネマティック液
晶材料（例えばMerck社製のE7）、カイラルドーパント
（例えばMerck社製のカイラルドーパントR1011）、及び
アクリレートベースの材料（例えばBDH社製のRM82、Mer
ck社製のRM253またはMerck社製のRM308）の混合物を、
薄い（典型的に約１００ｎｍ）層４６としてラビングさ
れたポリイミド表面４４上にスピンコートする。スピン
される混合物のツイストネマティック成分は、下地とな
るポリイミド層４４の表面によって配向され、その表面
に角度の小さい（典型的に約３度）プレチルトを生じ
る。液晶層４６の他方の表面４８はフリーな表面であ
り、窒素雰囲気下に保たれる。表面４８では、液晶分子
は典型的に７０度より大きい、高いプレチルト角を選択
する。従って、この薄いスピンコート層４６のネマティ
ック成分は、下地となるポリイミド層４４の表面で規定
された小さいプレチルト角から、表面４８に選択された
極めて高いプレチルト角まで、層４６の厚さにわたって
連続的に変化するチルトを選択する。気体／液晶界面で
液晶分子によって選択された実際のプレチルト角は、液
晶のタイプ、気体のタイプ及び任意の外部からの磁界ま
たは電界などに依存する。さらに、その界面でのプレチ
ルト角は下地となるポリイミド層４４との距離（すなわ
ちスピンコート層４６の厚さ）に依存するであろう。図
８から明らかなように、層４６が薄いほど、表面４８に
生じるプレチルト角は小さくなる。ネマティック／アク
リレート混合物を紫外線に露出させると、アクリレート
成分は光化学反応を示し、低モル質量のアクリレートか
らポリマーに換わる。そのように形成されたポリマー
は、液晶層４６の液晶分子の方向及びチルト構造を永久
に固定するように作用する。よって、紫外線照射後、薄
いネマティック／ポリマー層４６の照射された表面４８
は、結果として、固定され且つ液晶層４６の厚さによっ
て決まるある角度でプレチルトされたネマティック分子
を少なくとも一部有する。従って、プレチルト角は所望
されるように方向転換でき、それ故液晶層４６を用い
て、隣接する外場によって切替可能な液晶層５０（一部
のみ図示する）に対する配向表面４８を規定できる。こ
のことは同一出願人の英国出願第９６１３３７３．１号
にさらに詳細に説明されたデバイスの一部を簡便に形成
し得る。液晶層５０に対してプレチルトを有する配向表
面を与える他に、図１１及び図１２に関して上述された
薄いネマティック／ポリマー層４６はまた、固有の複屈
折を有し、それにより光学リターダとして作用する。こ
れらの特徴を組み合わせれば、同一出願人の英国出願第
９６１３３７３．１号によるデバイスに有益である。さ
らに、上述の配向及びリターダ層は、重合可能なディス
コチック液晶から形成され得る。この技術分野では周知
のように、そのような配向及びリターダ層がＬＣＤ用の
視野角補償フィルムとして有用なものになり得ること
は、有益である。また、プラスチック基板を用いたＬＣ
Ｄデバイスでは、プラスチック基板は異方性であり、そ
のためリターダとして機能するものを選ぶことができ
る。異方性プラスチック基板によって、デバイスの内側
表面上の液晶分子を配向することが可能である。また本
発明は内部偏光子を有するＬＣＤデバイスにも適用でき
る。本発明の様々な他の変形は当業者にとって明らかで
あり、本発明の範囲と精神を逸脱することなく容易に作
製され得るであろう。従って、本願のクレームの範囲が
上述の記載に限定されることを意図するものではない。
むしろクレームを広く解釈されることを意図している。
本発明の範囲内である。
照して図示した実施例を通して説明する。 （実施形態１）光学デバイスは基板１０、第一の配向層
１２、第二の配向層１４、及び第二の配向層１４上の異
方性層１６とを含む（図１参照）。第一の配向層１２
は、例えばそれ自体公知の方法でラビングされたポリイ
ミドから作製される、従来の配向層である。第二の配向
層１４は、例えば、トルエンのような溶媒からその層を
スピンコートすることによって形成される。配向層１２
との界面にある配向層１４の分子は、配向層１２の配向
に従う。配向層１４は典型的に、配向層１４にツイスト
を生じさせるカイラルドーパントを有する反応性メソゲ
ン（重合可能な液晶）から作製される。配向層１４の厚
さ（及び結果として配向層１４のツイスト）は、スピン
速度及び溶媒に対する反応性メソゲンの濃度によって制
御される。配向層を形成する混合物のピッチに対する厚
さの比もまた、任意の厚さの層に生じるツイストを決定
する。層のツイストはカイラルドーパントの濃度及びカ
イラルの大きさ（Chirality）または（反応性メソゲン
が本質的にカイラルである場合）反応性メソゲン自体の
カイラルの大きさによって決まる。その後、配向層１４
は、反応性メソゲンの性質によって熱重合または光重合
により重合され得る。これらの制御パラメータを用いれ
ば、配向層１６との界面における配向層１４の表面ディ
レクタが所望の方位角となり、且つ同時に所望の配向層
１４を通過する光の光学リタデーションが得られるよう
な、ツイスト及び厚さを配向層１４に与えることができ
る。異方性層１６は、配向層１４に対する上述の方法と
同様の方法でコーティングされ得る。ただし、この場合
は配向層１６はツイストしていない分子構造である。従
って、ポリマー層が必要な場合、異方性層１６は溶液の
スピンコート及びその後重合によって得られる。重合の
前に、配向層１４との界面における配向層１６の表面分
子は、配向層１４の表面ディレクタの配向に従う。ある
いは、配向層１２及び１４を有する基板１０は、他の幾
つかの配向層または液晶材料を封入され得るディスプレ
イ形成層でコーティングされた他の基板と組み合わせる
ことができる。その結果、ディスプレイ形成層は他の界
面を規定し、もう一方の基板上の隣接する配向層の配向
に従う。図１に示す光学デバイスの一例を通る光の透過
方向を図１Ａに図示する。異方性層１６は、色素分子を
有する重合された反応性メソゲン層であり得、直線偏光
子として作用する。配向層１４はツイスト角φ1、厚さ
ｄ1及び複屈折を有し、１／４波長板として動作する。
よって、動作において、異方性層１６からの入射直線偏
光は、１／４波長板として作用する配向層１４によって
円形偏光に変換される。ある実施例において、５５０ｎ
ｍの波長で０．１８９の複屈折を有する材料に対し、５
５０ｎｍの波長で１／４波長板と同様の動作をするリタ
ーダを形成する上で必要なツイスト角φ1及び厚さｄ1の
値は、それぞれ６３．６４度及び１０２７ｎｍである。
上述の例の変形として、配向層１６からの入射直線偏光
の方位角上の回転に影響を与えるため、リターダが１／
２波長板と同様の動作をするように配向層１４のツイス
ト角φ1、厚さｄ1を調節する。０．１８９の複屈折を有
する材料に対し、直線偏光を３０度回転させるために必
要なツイスト角及び厚さの値は、それぞれ３０度及び２
８６９ｎｍである。これらの値は３０度ＴＮ層に対する
第一の極小条件と等しい。しかし、直線偏光の偏光方向
を任意の角度回転させるために、ツイスト角φ1及び厚
さｄ1の値を調節することができる。 （実施形態２）色素分子を有する重合された反応性メソ
ゲン層１６を、二色性の色素分子を有する外場によって
切替可能な液晶層１８と置き換え、且つ配向層１４の液
晶層１８と反対側の面上に反射板２０を設置すれば、外
場によって明／暗の切替可能な反射型デバイスを得るこ
とができる（図２参照）。図１の実施例で述べたよう
に、配向層１４は１／４波長リターダとして、また液晶
層１８に対する配向層として作用する。図２のデバイス
はまた別の基板２２を含む。別の基板２２は、別のラビ
ングされた配向層２４、及び切替可能な液晶層１８に電
界を印加するそれ自体公知の手段（図示せず）とを有す
る。図２に示す光学デバイスの一例を通る光の透過方向
を図２Ａに図示する。 （実施形態３）図３に示すデバイスは図２のデバイスと
同様であるが、反射型デバイスではなく透過型デバイス
である点が異なる。この結果、配向層１４は１／２波長
板として形成され、反射板２０は不要となる。また直線
偏光子２５が、基板１０の配向層１２及び１４と反対側
の面上に設置される。偏光子２５の透過軸は、色素分子
を有する液晶層１８の透過軸に対する配向層１４のツイ
スト角に９０度を加えた角度に方向付けられる。液晶に
電界が印加されていないとき、デバイスは暗である。ま
た電圧が印加されると、明となる（液晶層１８の光吸収
は電圧の大きさに依存する）。 （実施形態４）図４に示す光学デバイスは、色消しの円
形偏光子の機能を有するように意図される。デバイス
は、広い意味で図１を参照して上述したタイプの配向層
１４及び異方性層１６と、追加のリターダ層２６を含
む。リターダ層２６は異方性層１６と同様の一般的なタ
イプである。しかし、この追加のリターダ層２６は、そ
の表面ディレクタの方向が、配向層１４の表面ディレク
タに対し、方位角χ2（χ2はゼロ以外）となるように配
置される。この点について、図４の配向層１４の反対側
の表面ディレクタは、方位学的に異方性層１６の偏光軸
に沿って配向すると理解される。これは図１のデバイス
の場合も同様である。リターダ層２６はツイスト角φ2
を有する。この実施形態では、配向層１４は異方性層１
６に配向されるように形成される。その後これらの層の
組み合わせを、既に形成されているリターダ層２６上に
設置する。従って、配向層１４はリターダ層２６を配向
しないし、またリターダ層２６によって配向されない。
このデバイスの光の透過方向を図４Ａに示す。図４のデ
バイスにおいて、配向層１４、異方性層１６及び配向層
２４は基板２２上に設置される。一方、配向層１２及び
リターダ層２６は基板１０上に設置される。その後、こ
れらの２つの構造体を積層する。この製法には界面流体
（各層の間に流体）（屈折率が整合する流体または最適
な屈折率を有する重合可能な接着剤）を用いる必要があ
り得る。図４に示すデバイスを一旦組み立てれば、基板
１０と２２の一方または両方を除去することができる。
例えば、基板１０と２２の一方または両方はポリマー遊
離膜であり得る。ポリマー遊離膜は最後に剥がすことが
でき、その工程によってデバイスが完成する。これによ
り、他のデバイスにも組み込むことができる薄い自立型
光学素子が得られる利点がある。１つ以上の除去可能な
基板は、本発明のその他の任意の受動的な（切替できな
い）実施形態の光学素子に適用できる。代わりの実施形
態では、追加の配向リターダ層２６はツイストしていな
い。すなわちφ2がゼロである。具体的な実施例では、
色消しの円形偏光子はツイスト角φ1及び厚さｄ1がそれ
ぞれ２８．４度及び１９２２ｎｍである配向層１４を有
する。また、追加のリターダ層２６は厚さｄ2が５６９
ｎｍのツイストしていない層（φ2＝０度）である。追
加のリターダ層２６は、その光学軸が直線偏光子として
作用する異方性層１６の偏光軸に対して方位角上χ
2（７８．６度）回転されるように方向付けられる。別
の実施例では、色消しの円形偏光子がツイスト角φ2が
２０度及び厚さがｄ2５７５ｎｍのリターダ層２６を有
する。リターダ層２６の表面ディレクタは、異方性層１
６の透過軸に対してχ2（６７度）回転している。配向
層１４及び異方性層１６は、前段落に述べたものと同じ
である。 （実施形態５）図５の光学素子は、異方性層１６が不要
で、隣接する配向層１４及びリターダ２６が何れもカイ
ラル反応性メソゲンから作製される点で前述した実施形
態と異なる。リターダ層２６は配向層１４を配向させ、
且つ光学リターダとして作用する。 （実施形態６）図６及び図６Ａに示す光学デバイスは、
色消しの円形偏光子である。このデバイスでは、層１４
は、直線偏光子として作用する異方性層１６の偏光軸に
対して方位角上角度χ1回転している。これは既に形成
された層２６上に層１４を形成することによって得られ
る。層１４は、リターダ層２６とは別に基板２２上に形
成された層１６を配向しない。図６の光学デバイスで
は、配向層１４及びリターダ層２６は何れもツイストを
有する。しかし所望であれば、これらの層のうち一方を
ツイストさせなくてもよい。この後者のタイプのデバイ
スの一実施例では、リターダ層２６はツイストを有し、
ツイストしていない配向層１４を配向する。その場合の
構成は、χ1＝１５度、厚さｄ1＝９８０ｎｍ、ツイスト
角φ2＝８５．５度、厚さｄ2＝９２０ｎｍ及びχ2＝１
５度である。 （実施形態７）図７の光学デバイスにおいて、構成は図
６の構成と同様であるが、異方性層１６の代わりに従来
の直線偏光子２８を用いる点が異なる。異方性層１６は
直線偏光子２８と同じ機能を有する。 （実施例１）ツイストされていない層１４を有する光学
デバイスは、以下のような方法で上述した実施形態に従
って構成される。但し、以下の実施例の層は、製造の容
易化のため上述した層に対して逆の順番で製造されたこ
とに留意されたい。配向層PI2555（DuPont社製）を平坦
な一枚のガラス上にスピンコートし、約０．３ｍｍのね
じれを有するパイルでラビングした。反応性メソゲンRM
257（E.Merck社製）を３倍の重量の溶媒混合液に溶解さ
せた。溶媒はキシレン２０％及びトルエン８０％を含ん
だ。RM257を溶媒に溶解させる前に、光開始剤（D4265
（CibaGeigy社製））３％をRM257に添加した。その結果
得られた溶液をPI2555コーティングされたガラス基板上
に温度８５℃（溶液及び基板の両方）、回転速度３７４
０ｒｐｍで４０秒スピンコートとした。その結果得られ
たRM257層を８５℃で３０秒間配向させ、その後８５℃
で紫外線により重合させた。これにより、リタデーショ
ンが１８５ｎｍである、ツイストしていない異方性ポリ
マー層が得られた。この層の上面に別の層を次のように
形成した。２．１重量％のCB15（E.Merck社製）をRM257
及び３％D4265に溶解させた。その後、この混合物を前
述の溶媒混合液に、RM257が１に対し溶媒３の割合で溶
解させた。次に、この溶媒混合液を第一のRM257層上に
４３００ｒｐｍで４０秒、温度８５℃でスピンコートし
た。第二のRM257層を８５℃で２０秒間配向させ、その
後８５℃で紫外線により重合させた。その結果得られた
ツイストした異方性ポリマー層は約１７４ｎｍの効果的
なリタデーション（ｄ・Δｎ）を有した。ツイストして
いない層のディレクタが直線偏光の偏光方位角に対して
１５度となるように、製造した色消しの円形偏光子を方
向付けした後、その構造体の楕円率を測定した。これら
の測定結果を、４×４光学的変換マトリクス法を用いた
計算値と共に図１３に示す。図１３に示されるように、
実験値と理論値の曲線は極めて良く一致している。この
実施例のデバイスは、これと等価の単一層の１／４波長
リターダ（標準ＱＷＰとして図１３に示す）よりも広い
波長範囲で１に近い楕円率を有する。 （実施形態８）図８及び８Ａの光学デバイスは、図６及
び６Ａのデバイスと同様であるが、配向層１４もまた異
方性層１６に配向を与える点が異なる。よって、リター
ダ層２６の隣接する表面は配向層１４を配向し、配向層
１４は異方性層１６を配向する。従って、従来のデバイ
スが標準的に備える、通常の中間にある配向層を全て完
全に省くことができる。例えば配向層２４を有する基板
２２を省くことができる。この実施形態の一実施例で
は、φ1＝３０度、ｄ1＝１６５０ｎｍ、χ1＝０度、φ2
＝８４度、ｄ2＝８１０ｎｍ及びχ2（＝χ1＋φ1）＝３
０度である。図８Ａでは、χ1は０度であるため示され
ていない。 （実施形態９）図９のデバイスの構成は図８の構成と同
様である。但し、この場合は、直線偏光子として作用す
る異方性層１６の代わりにアクティブな色素分子を有す
る液晶層１８を用い、またラビングされた配向層２４を
有する基板２２も設置される。図２の実施形態のよう
に、基板２２は液晶層１８に電界を印加する手段を備え
る。 （実施形態１０）図１０に示すデバイスは切替可能な反
射型デバイスである。切替可能な液晶層１８は、図２の
実施形態のようなツイストしていない層ではなく、ツイ
ストした層である。このデバイスは反射板２０及び直線
偏光子２８を有する。液晶層１８及びリターダ層２６の
構成は上述の色消しの円形偏光子（すなわち図６及び図
８）と同様であり得る。図１０の実施形態の変形とし
て、層１８及び層２６の役割を逆にする。よって、層２
６はアクティブ液晶層となり、層１８はパッシブな、重
合された反応性メソゲン層となる。さらに代わりに、図
１０のデバイスを透過型デバイスに変える。この目的の
ため、反射板２０が省かれ、代わりにディスプレイの外
側に別の偏光子が設置される。２個の配向層１４及び１
６を有するデバイスと比べて、色消し特性がさらに改善
された円形偏光子を得るために、３個以上の配向リター
ダ層を組み合わせることも可能である。さらに、Solc及
びLyotフィルタのような偏光干渉フィルタを得るため
に、ツイストした層を組み合わせることも可能である。
１個以上の層１４及び２６が反応性メソゲンから作製さ
れる場合、固有プレチルトは適用する反応性メソゲンの
性質によって調節できる。ジアクリレート反応性メソゲ
ンの場合、プレチルト角は通常約ゼロである。しかし、
公知の量のモノアクリレートを添加することにより、ジ
アクリレートの表面プレチルトを変化させることは、本
発明の範囲内である。このことは同一出願人の英国出願
第９７０４６２３．９号（出願日１９９７年３月６日）
の対象であり、その内容を本願に援用する。従ってある
実施例では、後から形成する層に所望の配向方向及びプ
レチルトを与えるために、メソゲン材料から作製された
ツイストしたリターダを用いる。そのようなリターダの
適用例は、ノーマリーホワイトモードで動作するように
構成された図２について上述した暗／明デバイスであ
る。層１４によって規定される１／４波長板は、配向界
面で極めて高いプレチルトを有するように構成され、液
晶をほとんどホメオトロオピックに配向させるであろ
う。層１８の反対側の表面もまた高いプレチルトを有す
るため、電圧が印加されていないとき、デバイスは明と
なるであろう。 （実施形態１１）図１１及び図１２を参照に説明する。
高いプレチルトが図１１に示す光学デバイスに生じる。
図１１には、ガラス板４２（電極（図示せず）を有す
る）、配向層４４、及び液晶層４６からなる構造体が示
されている。この構造体は連結リターダ及び配向層とし
て作用する。ガラス板４２は、部分的に例えば錫ドープ
酸化インジウム（ＩＴＯ）の透明電極でコーティングさ
れる。ガラス板４２は、それ自体が公知の方法でガラス
板上にスピンコートされた、ポリイミドの薄い層４４を
有する。このポリイミド層４４はラビングされ、液晶層
４６に対して配向表面を与える。次に、ネマティック液
晶材料（例えばMerck社製のE7）、カイラルドーパント
（例えばMerck社製のカイラルドーパントR1011）、及び
アクリレートベースの材料（例えばBDH社製のRM82、Mer
ck社製のRM253またはMerck社製のRM308）の混合物を、
薄い（典型的に約１００ｎｍ）層４６としてラビングさ
れたポリイミド表面４４上にスピンコートする。スピン
される混合物のツイストネマティック成分は、下地とな
るポリイミド層４４の表面によって配向され、その表面
に角度の小さい（典型的に約３度）プレチルトを生じ
る。液晶層４６の他方の表面４８はフリーな表面であ
り、窒素雰囲気下に保たれる。表面４８では、液晶分子
は典型的に７０度より大きい、高いプレチルト角を選択
する。従って、この薄いスピンコート層４６のネマティ
ック成分は、下地となるポリイミド層４４の表面で規定
された小さいプレチルト角から、表面４８に選択された
極めて高いプレチルト角まで、層４６の厚さにわたって
連続的に変化するチルトを選択する。気体／液晶界面で
液晶分子によって選択された実際のプレチルト角は、液
晶のタイプ、気体のタイプ及び任意の外部からの磁界ま
たは電界などに依存する。さらに、その界面でのプレチ
ルト角は下地となるポリイミド層４４との距離（すなわ
ちスピンコート層４６の厚さ）に依存するであろう。図
８から明らかなように、層４６が薄いほど、表面４８に
生じるプレチルト角は小さくなる。ネマティック／アク
リレート混合物を紫外線に露出させると、アクリレート
成分は光化学反応を示し、低モル質量のアクリレートか
らポリマーに換わる。そのように形成されたポリマー
は、液晶層４６の液晶分子の方向及びチルト構造を永久
に固定するように作用する。よって、紫外線照射後、薄
いネマティック／ポリマー層４６の照射された表面４８
は、結果として、固定され且つ液晶層４６の厚さによっ
て決まるある角度でプレチルトされたネマティック分子
を少なくとも一部有する。従って、プレチルト角は所望
されるように方向転換でき、それ故液晶層４６を用い
て、隣接する外場によって切替可能な液晶層５０（一部
のみ図示する）に対する配向表面４８を規定できる。こ
のことは同一出願人の英国出願第９６１３３７３．１号
にさらに詳細に説明されたデバイスの一部を簡便に形成
し得る。液晶層５０に対してプレチルトを有する配向表
面を与える他に、図１１及び図１２に関して上述された
薄いネマティック／ポリマー層４６はまた、固有の複屈
折を有し、それにより光学リターダとして作用する。こ
れらの特徴を組み合わせれば、同一出願人の英国出願第
９６１３３７３．１号によるデバイスに有益である。さ
らに、上述の配向及びリターダ層は、重合可能なディス
コチック液晶から形成され得る。この技術分野では周知
のように、そのような配向及びリターダ層がＬＣＤ用の
視野角補償フィルムとして有用なものになり得ること
は、有益である。また、プラスチック基板を用いたＬＣ
Ｄデバイスでは、プラスチック基板は異方性であり、そ
のためリターダとして機能するものを選ぶことができ
る。異方性プラスチック基板によって、デバイスの内側
表面上の液晶分子を配向することが可能である。また本
発明は内部偏光子を有するＬＣＤデバイスにも適用でき
る。本発明の様々な他の変形は当業者にとって明らかで
あり、本発明の範囲と精神を逸脱することなく容易に作
製され得るであろう。従って、本願のクレームの範囲が
上述の記載に限定されることを意図するものではない。
むしろクレームを広く解釈されることを意図している。
本発明の範囲内である。
【発明の効果】従って本発明によれば、光学デバイスの
有する層の数を減らすことができ、その結果、製造が容
易な多層型光学デバイスを提供できる。
有する層の数を減らすことができ、その結果、製造が容
易な多層型光学デバイスを提供できる。
【図１】本発明の一実施形態による光学デバイスの層構
造を示す図である。
造を示す図である。
【図１Ａ】図１のデバイスを通る光の透過方向を示す図
である。
である。
【図２】本発明の第二の実施形態による光学デバイスの
層構造を示す図である。
層構造を示す図である。
【図２Ａ】図２のデバイスを通る光の透過方向を示す図
である。
である。
【図３】図２の光学デバイスの変形を示す図である。
【図４】本発明の別の実施形態による光学デバイスの層
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図４Ａ】図４のデバイスを通る光の透過方向を示す図
である。
である。
【図５】本発明の別の実施形態による光学デバイスの層
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による光学デバイ
スの層構造を示す図である。
スの層構造を示す図である。
【図６Ａ】図６のデバイスを通る光の透過方向を示す図
である。
である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による光学デバイ
スの層構造を示す図である。
スの層構造を示す図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による光学デバイ
スの層構造を示す図である。
スの層構造を示す図である。
【図８Ａ】図８のデバイスを通る光の透過方向を示す図
である。
である。
【図９】本発明の別の実施形態による光学デバイスの層
構造を示す図である。
構造を示す図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による光学デバイスの
層構造を示す図である。
層構造を示す図である。
【図１１】比較的厚い配向リターダ層を有する本発明の
光学デバイスの層構造を示す外観図である。
光学デバイスの層構造を示す外観図である。
【図１２】比較的薄い配向リターダ層を有する、図１１
と同様のデバイスの外観図である。
と同様のデバイスの外観図である。
【図１３】１／４波長リターダの単一層の楕円率に対
し、本発明の実施例１によって作製された光学デバイス
に対して４×４光学的変換マトリクス法を適用した楕円
率の計算値とその実験値を比較したグラフである。
し、本発明の実施例１によって作製された光学デバイス
に対して４×４光学的変換マトリクス法を適用した楕円
率の計算値とその実験値を比較したグラフである。
１０、２２ 基板 １２、１４、２４ 配向層 １６ 異方性層 ２０ 反射板 １８ 切替可能な液晶層 ２５、２８ 直線偏光子 ２６ リターダ層 ４２ ガラス板 ４４ 配向層 ４６ 液晶層 ４８ 液晶層の表面 ５０ 切替可能な液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ジョン タウラー イギリス国 オーエックス２ ９エイエル オックスフォード， ボトレー， ザ ガース 20
Claims (21)
- 【請求項１】 異方性分子を有する異方性層及び該異方
性層と隣接する配向層を含み、該配向層は該異方性層の
隣接する表面領域にある異方性分子を配向させる光学デ
バイスであって、該配向層はツイストした分子構造を含
み、ツイストした光学リターダを規定する、光学デバイ
ス。 - 【請求項２】 前記ツイストした分子構造は、カイラル
分子を前記配向層に添加することにより設けられてい
る、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項３】 前記ツイストした分子構造が、カイラル
ドーパントを前記配向層に添加することにより設けられ
ている、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項４】 前記配向層がツイストした重合された反
応性メソゲンを含む、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項５】 前記異方性層が液晶層である、請求項１
に記載の光学デバイス。 - 【請求項６】 前記液晶層がカイラル成分を含む、請求
項５に記載の光学デバイス。 - 【請求項７】 前記液晶層が二色性色素分子を含む、請
求項５に記載の光学デバイス。 - 【請求項８】 前記液晶層が層内で液晶分子が固定され
た層である、請求項５に記載の光学デバイス。 - 【請求項９】 前記液晶層が層内で液晶分子が該液晶層
に印加される外場の変化に応じて移動可能である層であ
る、請求項５に記載の光学デバイス。 - 【請求項１０】 前記異方性層が層内で異方性分子が固
定された層である、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項１１】 前記異方性層が層内で異方性分子が該
異方性層に印加される外場の変化に応じて移動可能であ
る層である、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項１２】 前記異方性層がさらなる配向層であ
る、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項１３】 さらなる異方性層が前記さらなる配向
層の上に設置され、該さらなる配向層によって配向され
る、請求項１２に記載の光学デバイス。 - 【請求項１４】 前記さらなる配向層が光学リターダと
して作用するように配置される、請求項１２に記載の光
学デバイス。 - 【請求項１５】 前記ツイストした分子構造の分子が前
記配向層の反対側表面で異なるプレチルト角を有する、
請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項１６】 前記配向層が、異なる重合機能性を有
する、重合された反応性メソゲンから形成される、請求
項４に記載の光学デバイス。 - 【請求項１７】 前記反応性メソゲンが単官能性と二官
能性の重合可能な液晶との混合物を含む、請求項１６に
記載の光学デバイス。 - 【請求項１８】 前記液晶層に外場を印加する手段をさ
らに備えた、請求項９に記載の光学デバイス。 - 【請求項１９】 前記異方性層に外場を印加する手段を
さらに備えた、請求項１に記載の光学デバイス。 - 【請求項２０】 前記異方性層の少なくとも一方の面上
に設置した偏光子をさらに備えた、請求項１に記載の光
学デバイス。 - 【請求項２１】 反射板をさらに備えた、請求項１に記
載の光学デバイス。
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|---|---|---|---|
| GB9713981.0 | 1997-07-03 | ||
| GBGB9713981.0A GB9713981D0 (en) | 1997-07-03 | 1997-07-03 | Optical device |
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPH1172621A (ja) |
| KR (1) | KR100312149B1 (ja) |
| GB (1) | GB9713981D0 (ja) |
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