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公開番号2024035088
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2023112183
出願日2023-07-07
発明の名称光学素子の製造方法
出願人富士フイルム株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 5/30 20060101AFI20240306BHJP(光学)
要約【課題】液晶化合物を含む液晶組成物を用いた光学素子を、個々のサイズより大きなサイズで塗工し、機能性を付与した領域を複数形成して、機能性を付与した領域のみを所望のサイズに切り出して作製する際に、光学素子の中心位置を容易に把握できる、光学素子の製造方法を提供。
【解決手段】光学的な中心を有する機能性領域を含む光学機能層を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、少なくとも1つの機能性領域と、非機能性領域とを面内に含む液晶層を有する素子原板を作製するステップと、素子原板の液晶層の面内の位置ごとの光学特性を測定するステップと、光学特性の面内分布の測定結果から、機能性領域と、非機能性領域との境界を画定するステップと、画定した機能性領域と非機能性領域との境界を基準にして切断線を定めるステップと、切断線に沿って、素子原板を切断するステップと、を有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
光学的な中心を有する機能性領域を含む光学機能層を有する光学素子を製造する光学素子の製造方法であって、
少なくとも１つの前記機能性領域と、非機能性領域とを面内に含む液晶層を有する素子原板を作製するステップと、
前記素子原板の前記液晶層の面内の位置ごとの光学特性を測定するステップと、
前記光学特性の面内分布の測定結果から、前記機能性領域と、前記非機能性領域との境界を画定するステップと、
画定した前記機能性領域と前記非機能性領域との前記境界を基準にして切断線を定めるステップと、
前記切断線に沿って、前記素子原板を切断するステップと、を有する、光学素子の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記光学機能層がレンズとして機能する、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記光学機能層が光渦位相差板である、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】
前記光学特性の面内分布を測定するステップにおいて、測定する前記光学特性が、ヘイズ値、遅相軸方向、レターデーション、平行光透過率、クロスニコル透過率、および、偏光反射率のいずれかである、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記素子原板を切断するステップにおける切断方法は、レーザー加工である、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記素子原板を作製するステップは、
配向規制力の方向が、面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化する配向パターンを有する領域Ａと、配向規制力を有しないか、配向規制力の方向が変化しない領域Ｂと、を含む配向基板を準備するステップと、
前記配向基板上に、液晶化合物を含む液晶組成物からなる組成物膜を形成し、前記配向基板の配向規制力によって、前記組成物膜中の前記液晶化合物を配向させるステップと、
前記組成物膜の前記液晶化合物を固定して前記液晶層を形成するステップと、をこの順に含み、
前記液晶層の、前記配向基板の前記領域Ａに対応する位置に前記機能性領域が形成され、前記領域Ｂに対応する位置に前記非機能性領域が形成される、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記配向基板は、基板と配向膜とを有し、
前記配向基板を準備するステップは、前記基板上に配向膜となる塗膜を形成するステップと、
前記塗膜の、面内の少なくとも一部の領域を干渉露光するステップと、を含む、請求項６に記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記干渉露光するステップにおいて、前記塗膜が干渉露光される領域をアパーチャで画定する、請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記素子原板を準備するステップが、
基材を準備するステップと、
前記基材上に液晶化合物を含む液晶組成物からなる組成物膜を形成するステップと、
前記組成物膜の、面内の一部の領域に光パターン照射を行い、前記液晶化合物を、分子軸の方向が面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化する液晶配向パターンに配向するステップと、
前記組成物膜の前記液晶化合物を固定して前記液晶層を形成するステップと、を含み、
前記液晶層の、前記光パターン照射を行った領域に前記機能性領域が形成される、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記光パターン照射は、偏光方向が面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化する偏光パターンの照射、または、光の照射量が面内の少なくとも一方向に沿って連続的に変化する強度パターンの照射である、請求項９に記載の光学素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子（枚葉状の液晶光学フィルム）の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
光の方向を制御する光学素子は多くの光学デバイスあるいはシステムで利用されている。
例えば、液晶表示装置のバックライト、実際に見ている光景に、仮想の映像および各種の情報等を重ねて表示する、ＡＲ（Augmented Reality（拡張現実））グラス、ＶＲ（Virtual reality（仮想現実））グラス、ＭＲ（Mixed reality（複合現実））グラスなどのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ（Head Up Display））、プロジェクター、ビームステアリング、物体の検出および物体との距離の測定等を行うためのセンサーなど、様々な光学デバイスで光の方向を制御する光学素子が用いられている。
【０００３】
このような光の方向を制御する光学素子として、液晶化合物を含む液晶組成物を用いて形成された光学異方性層を有する液晶回折素子が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、光学素子であって、その表面に沿った少なくとも１つの方向において変化する局所的な光軸方向を有する複屈折材料層を含んでおり、局所的な光軸方向は、複数の偏光の間で光源からの光の偏光を変化させ、光源からの光を焦点面においてスポットに合焦させ、近傍の走査が空間的に重複するように、焦点面に近接して配置された偏光感知記録媒体の表面に沿って少なくとも２次元においてスポットを走査することによって形成された光軸方向プロファイルに対応しており、偏光を変化させることとスポットを走査することとが独立に実行されるものである光学素子が記載されている。
【０００５】
また、特許文献１には、局所的な（液晶化合物の）光軸方向が、複屈折光学素子の表面に沿った、第１の次元及び第２の次元において変化する、レンズとして作用する光学素子が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、ブラッグ条件に従って、内部を通過する光の伝播の方向を変更するように構成されている、複数の積層複屈折副層を備え、積層複屈折副層は、それぞれ、それぞれの格子周期を画定するように積層複屈折副層の隣接するものの間のそれぞれの境界面に沿って変化する局所光軸を備える、光学素子が記載されている。特許文献２に記載される光学素子は透過光を回折する光学素子である。基板（導光板）に入射する光を光学素子で回折することによって、光を基板内で全反射する角度で入射させて、基板内を光の入射方向と略垂直な方向に導光することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２０１５－５３２４６８号公報
特表２０１７－５２２６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの光学素子は、特にニアアイディスプレイとして用いられる場合、その大きさは数ミリメートル四方から、大きくても５センチメートル四方または直径５センチメートル程度のサイズである。従来の知られた液晶材料の各種光学材料に関する製造上の知見から、本発明者らは、上述した液晶化合物を含む液晶組成物を用いた光学素子も、個々のサイズより大きなサイズで塗工し、機能性を付与した領域を複数形成して、機能性を付与した領域のみを所望のサイズに切り出して作製することを検討した。
【０００９】
ここで、特許文献１に記載されるような、局所的な（液晶化合物の）光軸方向を、複屈折光学素子の表面に沿った、第１の次元及び第２の次元において変化する構成を有し、レンズとして作用する光学素子の場合、レンズの光軸に対応する中心を有している。
【００１０】
中心を有する光学素子を用いる際には、機能上その中心を機器の基準線または基準点と厳密に位置合わせする必要がある。そのため、光学素子の中心位置を正確に把握しておく必要がある。しかし、液晶化合物を含む液晶組成物を用いた光学フィルムの中心は検出が難しく、機能性を付与した領域のみを所望のサイズに切り出して光学素子を作製する場合には、切り出した光学素子の中心位置を正確に把握することが難しい、という問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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