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偏光板 POLAX
偏光板とは・・・

偏光板 POLAX

偏光板とは・・・

技術情報 – 偏光 – のプロローグより抜粋 　

光のもつ諸性質の一つである、「偏光」あるいは「光の偏り(かたより)」はその他の光の性質(波長、速度、屈折率、吸収、反射など)に比べて、日常生活の会話ではあまり使われない、馴染みの薄い性質ではないだろうか。もし、皆さんがプラスチック製のサングラスを持っておられたら、携帯電話の画面をそのサングラスを通して見て下さい。画面をゆっくり廻してみて下さい。途中で画面が消えて見えなくなるでしょう。プラスチック製のサングラスの多くは偏光板で出来ており、また、液晶表示は偏光の性質無くしては成り立ちません。この例でも分かるように，偏光は物理学、化学、生物、機械、電気のどの分野でも、又、我々の日常生活の中でも広く利用されている性質です。偏光とその応用について紹介していきます。以下では数式が沢山あるように見えますが、高校卒程度の数学で式がたどれるように式の展開を詳しくしたためです。また式の展開に必要な公式などは付録にまとめてありますので参考にしてください。・・・　

弊社の技術情報にご興味をお持ちになった方は、以下のURLから詳細なPDF資料をご覧ください。　

　技術情報ページ

さて、液晶ディスプレイの中には、当然のとおり液晶が入っていることはご存知だと思います。液晶は液体と固体の状態を併せ持つ物質です。つまり、液体の流動するという性質と固体の規則的に並ぶという性質を兼ね備えています。液晶ディスプレイ内の液晶は配向膜という構造物の間に挟まれて、液晶層を形成しています。　また、液晶層に電圧をかけると、分子構造に起因して、分子の配列状態が変化します。この変化の仕組みを1画素ごとに仕込んで、光源の光を透過させたり、遮断させたりを繰り返し、画像が映し出されます。

　液晶の役目は先の説明のとおり、光源の光を透過させたり、遮断させることです。では、液晶や液晶層だけで映像が表示されるのでしょうか。答えはNoです。偏光板(或いは偏光シート・偏光フイルム)の存在が欠かせません。液晶ディスプレイの中には、液晶層を挟み込むように2枚が使用されています。このため、前述の「技術情報 ‐偏光‐ のプロローグ」にあるとおり、偏光サングラスを通して液晶ディスプレイの画面を見ると、液晶ディスプレイが真っ暗になる現象が見られます。液晶ディスプレイの内部でも、偏光板の向きによって真っ暗になるという偏光板の性質が利用されています。偏光板について、少し詳しく説明します。

　偏光板を2枚組み合わせると、光の透過量を変化させることが可能になります。例えば、1枚目の偏光板の偏光透過軸を垂直に設置します。偏光板を通過した光は水垂直90度の直線偏光となります。2枚目の偏光板の偏光透過軸を垂直90度、斜め45度、水平0度と少しずつ回転させると、垂直90度は最も明るく、斜め45度は薄暗くなり(原理上1/√2の明るさ)、水平0度で最も暗くなります(原理上0になる)。

　偏光板とは、自然光（方向に統一性がなくランダムに振動する電磁波）が入射すると、一定の方向に振動する波に揃えるための光学部品です。少々、難しい話になりますので、簡単に説明します。先ず、偏光板を直線状の細長い隙間が付いたフィルターとイメージしてもらえればと思います。この隙間は「偏光軸」、或いは「偏光透過軸」と呼ばれています。光はテレビの電波と同じように空間を伝わる波（電磁波）となります。ランダムに振動する波が細長い隙間をすり抜けるので、一定の方向に振動する波に揃う訳です。　また、透過した波（可視光）は直線偏光と呼ばれています。この波を進行方向から観察すると、直線状に振動していることから、この名前が付いております。

　2枚目の偏光板の偏光軸が垂直90度だと水垂直方向の直線偏光は遮られることなく通過します。

　2枚目の偏光板の偏光軸が斜め45度だと、垂直方向の直線偏光の波に対してsin(正弦)成分の波が通過しますので、光量は落ちます。

　2枚目の偏光板の偏光軸が水平0度だと、垂直方向の直線偏光の波は通過できなくなり、光量が0になります。
　　

　偏光の性質を利用しているのは、液晶ディスプレイだけではなく、偏光計測技術を応用した多種多様な検査装置があります。例えば、顕微鏡、歪検査・複屈折測定・位相差測定の検査装置、糖度計、各種検査ユニットなどがあります。ルケオでは、これらの装置やユニットの光学部品としての用途に特化した偏光板を製造・販売しております。ルケオ製の偏光板は液晶ディスプレイの中の偏光板と同様にヨウ素系タイプの偏光板です。しかし、前述の装置やユニットに組み込むので、大きさは最大でも100㎜程度となります。