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公開番号2025056811
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2022036134
出願日2022-03-09
発明の名称液晶光学素子およびその製造方法
出願人株式会社ジャパンディスプレイ
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G02B 5/18 20060101AFI20250402BHJP(光学)
要約【課題】大面積化が可能な液晶光学素子を提供する。
【解決手段】一実施形態によれば、液晶光学素子は、基板と、前記基板上に配置された配向膜と、前記配向膜上に配置された第1液晶層と、前記配向膜上に配置され、前記第1液晶層から離間した第2液晶層と、前記第1液晶層及び前記第2液晶層をそれぞれ覆うとともに、前記第1液晶層及び前記第2液晶層の周囲で前記配向膜を覆う有機膜と、を備え、前記第1液晶層及び前記第2液晶層の各々は、複数の液晶分子を含み、前記液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された配向膜と、
前記配向膜上に配置された第１液晶層と、
前記配向膜上に配置され、前記第１液晶層から離間した第２液晶層と、
前記第１液晶層及び前記第２液晶層をそれぞれ覆うとともに、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の周囲で前記配向膜を覆う有機膜と、を備え、
前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、複数の液晶分子を含み、前記液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化している、液晶光学素子。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記配向膜は、配向処理された複数の第１領域と、前記複数の第１領域をそれぞれ囲む第２領域と、を有し、
前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、前記第１領域上に形成され、
前記第２領域は、前記有機膜に接している、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項３】
前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、コレステリック液晶を有している、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項４】
前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、ネマスティック液晶を有している、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項５】
前記有機膜の屈折率は、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の屈折率と同等である、請求項１に記載の液晶光学素子。
【請求項６】
基板上に配向膜を形成し、
前記配向膜に配向処理した複数の第１領域を形成し、
前記配向膜上に液晶性モノマーを含む液晶材料を膜状に形成し、
前記複数の第１領域の各々に重なる前記液晶材料を硬化して液晶層を形成し、
前記液晶層の各々の周囲で未硬化の液晶材料を除去し、
前記液晶層の各々を覆うとともに、前記液晶層の各々の周囲で前記配向膜を覆う有機膜を形成する、液晶光学素子の製造方法。
【請求項７】
前記液晶材料の硬化は、前記第１領域に対応した開口を有するマスクを使って紫外線を照射する、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記配向処理する工程は、前記配向膜を複数の領域に分割して、各領域を順次配向処理する、請求項６に記載の液晶光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記有機膜は、前記液晶層の屈折率と同等の屈折率を有する材料によって形成する、請求項６に記載の液晶光学素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶光学素子およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、液晶材料を用いた液晶偏光格子が提案されている。このような液晶偏光格子は、波長λの光が入射した際に、入射光を０次回折光、及び、１次回折光に分割するものである。このような液晶偏光格子を実現する場合、面内で液晶分子を複雑に配向させる必要がある。液晶分子を配向させるための配向処理の種類として、光配向処理がある。光配向処理によるパターニングは、マスク露光や干渉露光によって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
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】
【０００４】
実施形態の目的は、大面積化が可能な液晶光学素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態によれば、液晶光学素子は、
基板と、前記基板上に配置された配向膜と、前記配向膜上に配置された第１液晶層と、前記配向膜上に配置され、前記第１液晶層から離間した第２液晶層と、前記第１液晶層及び前記第２液晶層をそれぞれ覆うとともに、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の周囲で前記配向膜を覆う有機膜と、を備え、前記第１液晶層及び前記第２液晶層の各々は、複数の液晶分子を含み、前記液晶分子の配向方向が固定された状態で硬化している。
【０００６】
一実施形態によれば、液晶光学素子の製造方法は、
基板上に配向膜を形成し、前記配向膜に配向処理した複数の第１領域を形成し、前記配向膜上に液晶性モノマーを含む液晶材料を膜状に形成し、前記複数の第１領域の各々に重なる前記液晶材料を硬化して液晶層を形成し、前記液晶層の各々の周囲で未硬化の液晶材料を除去し、前記液晶層の各々を覆うとともに、前記液晶層の各々の周囲で前記配向膜を覆う有機膜を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本実施形態に係る液晶光学素子１を模式的に示す図である。
図２は、図１に示した液晶光学素子１のＹ方向に沿った断面を示す図である。
図３は、液晶光学素子１の第１構成例を模式的に示す断面図である。
図４は、液晶光学素子１の第２構成例を模式的に示す断面図である。
図５は、液晶層ＬＣにおける配向パターンの一例を模式的に示す平面図である。
図６は、図１に示した液晶光学素子１の製造方法の一例を説明するための図である。
図７は、図１に示した液晶光学素子１の製造方法の一例を説明するための図である。
図８は、円偏光二光束干渉露光による配向処理を説明するための図である。
図９は、液晶光学素子１の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を記載する。Ｘ軸に沿った方向をＸ方向または第１方向と称し、Ｙ軸に沿った方向をＹ方向または第２方向と称し、Ｚ軸に沿った方向をＺ方向または第３方向と称する。Ｘ軸及びＹ軸によって規定される面をＸ－Ｙ平面と称し、Ｘ軸及びＺ軸によって規定される面をＸ－Ｚ平面と称する。Ｘ－Ｙ平面を見ることを平面視という。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る液晶光学素子１を模式的に示す図である。液晶光学素子１は、基板１０と、配向膜２０と、互いに離間した複数の液晶層ＬＣと、有機膜３０と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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