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公開番号2025087217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201719
出願日2023-11-29
発明の名称光学素子
出願人大日本印刷株式会社
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類G02B 5/30 20060101AFI20250603BHJP(光学)
要約【課題】位相差の均一性を向上する光学素子を提供する。
【解決手段】パターン層と液晶層とを有する光学素子であって、前記パターン層は、第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面とを有し、前記パターン層は、前記第1の面内に、第1の方向に配列された複数のドメインを有し、前記複数のドメインは、それぞれのドメイン内に、前記第1の方向に直交する第2の方向に配列された複数の凹部を有し、前記ドメインは、所定の数のドメインが集合したドメインユニットを形成し、前記パターン層は、前記第1の方向に前記ドメインユニットを複数有し、前記複数のドメインユニットの中には、ピッチが異なるドメインユニットが含まれ、ピッチが互いに異なる任意の1組のドメインユニットに関して、凹部の延在方向と前記第1の方向との成す角が同一であるドメイン同士を対比した際に、少なくとも1組のドメインユニットが所定の条件を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
パターン層と液晶層とを有する光学素子であって、
前記パターン層は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有し、
前記液晶層は前記パターン層の前記第１の面上に形成され、
前記パターン層は、前記第１の面内に、第１の方向に配列された複数のドメインを有し、
前記複数のドメインは、それぞれのドメイン内に、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列された複数の凹部を有し、
同一ドメイン内に含まれる複数の凹部は、凹部の延在方向と前記第１の方向との成す角が互いに同一であり、
前記ドメインは、所定の数のドメインが集合したドメインユニットを形成し、
前記パターン層は、前記第１の方向に前記ドメインユニットを複数有し、
前記複数のドメインユニットの中には、ピッチが異なるドメインユニットが含まれ、
ピッチが互いに異なる任意の１組のドメインユニットに関して、凹部の延在方向と前記第１の方向との成す角が同一であるドメイン同士を対比した際に、少なくとも１組のドメインユニットが下記の条件１を満たす、光学素子。
＜条件１の前提条件＞
ピッチが短いドメインユニットのピッチをＰ１、ピッチが長いドメインユニットのピッチをＰ２、ピッチが短いドメインユニットのドメインに含まれる凹部を第１の凹部、ピッチが長いドメインユニットのドメインに含まれる凹部を第２の凹部、第１の凹部の第１の方向における長さをＷ１、第２の凹部の第１の方向における長さをＷ２、第１の凹部の第２の方向における長さをＬ１、第２の凹部の第２の方向における長さをＬ２、第２の方向において隣接する第１の凹部の端部の間隔をＳ１、第２の方向において隣接する第２の凹部の端部の間隔をＳ２、と定義する。
＜条件１＞
Ｗ２／Ｗ１が０．４５以上２．０５以下
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記条件１において、Ｗ２／Ｗ１が０．７５以上２．００以下である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記条件１を満たす１組のドメインユニットは、Ｌ２／Ｌ１が０．２５以上４．００以下であり、Ｓ２／Ｓ１が０．２５以上４．００以下である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項４】
前記条件１を満たす１組のドメインユニットは、Ｗ１とＷ２との差分の絶対値が１０００ｎｍ以下である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記条件１を満たす１組のドメインユニットは、それぞれのドメインユニットのドメインの数が同一である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項６】
同一ドメインユニット内において第１の方向に隣接するドメインは、互いに接する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記条件１において対比するドメインの少なくとも一方のドメインは、前記第２の方向に配列された複数の凹部からなる列状の凹部群を、前記第１の方向に２列以上有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項８】
前記条件１において対比するドメインは、Ｘ／Ｙが０．０１以上２．００以下である、請求項７に記載の光学素子。但し、「Ｘ」は、「一方のドメインの前記列状の凹部群の配列数／一方のドメインを含むドメインユニットのピッチ」であり、「Ｙ」は、「他方のドメインの前記列状の凹部群の配列数／他方のドメインを含むドメインユニットのピッチ」である。
【請求項９】
前記第１の方向において隣接する列状の凹部群の間に隙間を有する、請求項７又は８に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記隙間／前記凹部の前記第１の方向における長さが、０．００１以上０．５以下である、請求項９に記載の光学素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
光の偏光状態を変化させたり、光の進行方向を変化させたりするため、光学素子が用いられる技術分野がある。
【０００３】
上述した光学素子は、例えば、調光装置に用いられている。
また、近年、個人認証及び車両の自動運転において、光センサーを備えた装置の開発が進んでいる。光センサーを備えた装置としては、顔認証装置、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）等が挙げられる。このような光センサーを備えた装置にも、光学素子が用いられる場合がある。
【０００４】
光学素子の構成としては、所定のパターンを有するパターン層上に液晶層を備えた構成が知られている（特許文献１～２）。
【０００５】
また、所定のパターンを有するパターン層上に液晶層を備えた光学素子において、液晶分子の配向ピッチが異なる領域を面内に有する光学素子が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開ＷＯ２０１８／０３８２６０号
特開２０２２－１４７４５１号公報
特表２０１９－５３６１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３の光学素子は、液晶分子の配向ピッチが異なる領域を面内に有することにより、効率的に回折される光の波長を面内で変化させることができる。しかし、特許文献３の光学素子は、面内の一部で理論的な光学特性が得られないケースが頻発した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記問題を解決するため研究した結果、面内の一部で理論的な光学特性が得られない原因が、液晶層の位相差が面内の一部で相違するためであることを突き止めた。より具体的には、液晶分子の配向ピッチが大きい領域では位相差が高くなる傾向があり、液晶分子の配向ピッチが小さい領域の位相差が低くなる傾向があることにより、液晶層の位相差が面内の一部で相違することを突き止めた。そして、本発明者らは、所定のパターンを有するパターン層上に液晶層を備え、かつ、液晶分子の配向ピッチが異なる領域を面内に有する光学素子において、位相差の均一性を向上し得る光学素子を完成した。
【０００９】
本開示は、以下の［１］の光学素子を提供する。
［１］パターン層と液晶層とを有する光学素子であって、
前記パターン層は、第１の面と、前記第１の面とは反対側の第２の面とを有し、
前記液晶層は前記パターン層の前記第１の面上に形成され、
前記パターン層は、前記第１の面内に、第１の方向に配列された複数のドメインを有し、
前記複数のドメインは、それぞれのドメイン内に、前記第１の方向に直交する第２の方向に配列された複数の凹部を有し、
同一ドメイン内に含まれる複数の凹部は、凹部の延在方向と前記第１の方向との成す角が互いに同一であり、
前記ドメインは、所定の数のドメインが集合したドメインユニットを形成し、
前記パターン層は、前記第１の方向に前記ドメインユニットを複数有し、
前記複数のドメインユニットの中には、ピッチが異なるドメインユニットが含まれ、
ピッチが互いに異なる任意の１組のドメインユニットに関して、凹部の延在方向と前記第１の方向との成す角が同一であるドメイン同士を対比した際に、少なくとも１組のドメインユニットが下記の条件１を満たす、光学素子。
＜条件１の前提条件＞
ピッチが短いドメインユニットのピッチをＰ１、ピッチが長いドメインユニットのピッチをＰ２、ピッチが短いドメインユニットのドメインに含まれる凹部を第１の凹部、ピッチが長いドメインユニットのドメインに含まれる凹部を第２の凹部、第１の凹部の第１の方向における長さをＷ１、第２の凹部の第１の方向における長さをＷ２、第１の凹部の第２の方向における長さをＬ１、第２の凹部の第２の方向における長さをＬ２、第２の方向において隣接する第１の凹部の端部の間隔をＳ１、第２の方向において隣接する第２の凹部の端部の間隔をＳ２、と定義する。
＜条件１＞
Ｗ２／Ｗ１が０．４５以上２．０５以下
【発明の効果】
【００１０】
本開示の光学素子は、所定のパターンを有するパターン層上に液晶層を備え、かつ、液晶分子の配向ピッチが異なる領域を面内に有する光学素子において、位相差の均一性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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