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公開番号2025143672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043020
出願日2024-03-19
発明の名称光学素子、前記光学素子を含む装置、及び光学素子の製造方法
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 20060101AFI20250925BHJP(光学)
要約【課題】回折角度を大きくできるとともに、斜め方向からの光漏れを抑制し得る光学素子を提供する。
【解決手段】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、かつ、前記第1の面から前記第2の面に向けて、第1の液晶層及び第2の液晶層をこの順に有し、前記第1の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に180度変化する配向領域を複数有し、前記第2の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に180度変化する配向領域を複数有し、前記第1の液晶層と前記第2の液晶層との間にポジティブC層を有する、光学素子。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光学素子であって、
前記光学素子は、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、かつ、前記第１の面から前記第２の面に向けて、第１の液晶層及び第２の液晶層をこの順に有し、
前記第１の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有し、
前記第２の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有し、
前記第１の液晶層と前記第２の液晶層との間にポジティブＣ層を有する、光学素子。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１の液晶層の前記所定の方向は、前記第１の液晶層の特定の一方向であり、前記第２の液晶層の前記所定の方向は、前記第２の液晶層の特定の一方向であり、前記第１の液晶層の前記特定の一方向及び前記第２の液晶層の前記特定の一方向が略同一の方向である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の液晶層の前記配向領域における、前記液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化するまでの長さをＰ１と定義した際に、前記特定の一方向の一方の端部の配向領域から前記特定の一方向の他方の端部の配向領域に向けてＰ１が段階的に短くなり、
前記第２の液晶層の前記配向領域における、前記液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化するまでの長さをＰ２と定義した際に、前記特定の一方向の一方の端部の配向領域から前記特定の一方向の他方の端部の配向領域に向けてＰ２が段階的に短くなる、請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の液晶層の前記所定の方向は、前記液晶分子の配列パターンの中心を基準とした放射状の多方向であり、前記第２の液晶層の前記所定の方向は、前記液晶分子の配列パターンの中心を基準とした放射状の多方向である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の液晶層の前記配向領域における、前記液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化するまでの長さをＰ１と定義した際に、前記中心の配向領域から外側の配向領域に向けてＰ１が段階的に短くなり、
前記第２の液晶層の前記配向領域における、前記液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化するまでの長さをＰ２と定義した際に、前記中心の配向領域から外側の配向領域に向けてＰ２が段階的に短くなる、請求項４に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１の液晶層と前記第２の液晶層との間に、さらに、ポジティブＡ層、ネガティブＡ層、ポジティブＢ層及びネガティブＢ層から選ばれる１以上の層を有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第１の液晶層の前記第１の面側に第１の基材を有し、前記第２の液晶層の前記第２の面側に第２の基材を有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項８】
前記第１の基材と前記第１の液晶層との間に第１の配向層を有し、前記第２の基材と前記第２の液晶層との間に第２の配向層を有する、請求項７に記載の光学素子。
【請求項９】
さらに第３の液晶層を有し、前記第１の面から前記第２の面に向けて、前記第１の液晶層、前記第２の液晶層及び前記第３の液晶層をこの順に有し、
前記第３の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有し、
前記第２の液晶層と前記第３の液晶層との間にポジティブＣ層を有する、請求項１に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子は、第１の面から前記第２の面までの各層が密着して一体化されている、請求項１に記載の光学素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学素子、前記光学素子を含む装置、及び光学素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 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。
また、近年、仮想現実 (ＶＲ：Virtual Reality)、拡張現実 (ＡＲ：Augmented Reality)、混合現実 (ＭＲ：Mixed Reality)を表示するための表示装置が発売されている。本明細書において、ＶＲ、ＡＲ及びＭＲ等の現実にはないものを表示する技術のことを、「クロスリアリティ（ＸＲ：X Reality）」と称する。クロスリアリティ用の表示装置においても、表示素子が用いられる場合がある。
【０００４】
上述した光学素子の中でも、光の回折を利用する光学素子がある。光の回折を利用する光学素子では、回折作用を備える液晶層を複数積層した光学素子が提案されている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２０／０６６４２９号
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】
【０００６】
特許文献１及び２のように回折作用を備える液晶層を複数積層した光学素子は、回折角度を大きくすることができる。しかし、回折作用を備える液晶層を複数積層した光学素子を備えた装置は、コントラストが低下したり、二重像が生じたりする問題が頻発した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した。そして、本発明者らは、前記課題が、光学素子に斜め方向から光を入射した際に光漏れが多くなることにより生じることを特定した。そして、本発明者らはさらに検討した結果、回折作用を備える液晶層の間にポジティブＣ層を配置することにより、前記課題を解決し得ることを突き止めた。
【０００８】
本開示は、以下の＜１＞～＜３＞の光学素子、前記光学素子を含む装置、及び光学素子の製造方法を提供する。
＜１＞光学素子であって、
前記光学素子は、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、かつ、前記第１の面から前記第２の面に向けて、第１の液晶層及び第２の液晶層をこの順に有し、
前記第１の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有し、
前記第２の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有し、
前記第１の液晶層と前記第２の液晶層との間にポジティブＣ層を有する、光学素子。
＜２＞＜１＞に記載の光学素子を含む装置。
＜３＞下記の第１～第３の工程を有する、＜１＞に記載の光学素子の製造方法。
第１の工程：第１の基材上に第１の液晶層を有する第１の積層体、及び、第２の基材上に第２の液晶層を有する第２の積層体を準備する工程。前記第１の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有する。前記第２の液晶層は、面内の所定の方向に沿って、液晶分子の配列方向が段階的に１８０度変化する配向領域を複数有する。
第２の工程：前記第１の積層体の前記第１の液晶層上に、第１の接着剤層、ポジティブＣ層及び第２の接着剤層を積層した、第１’の積層体を得る工程。
第３の工程：前記第１’の積層体の前記第２の接着剤層側の面と、前記第２の積層体の第２の液晶層側の面とを対向して貼り合わせることにより、前記第１’の積層体と前記第２の積層体とを一体化する工程。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の光学素子及び前記光学素子を含む装置は、回折角度を大きくできるとともに、斜め方向からの光漏れを抑制することができる。本開示の光学素子の製造方法は、前述した特性を備えた光学素子を効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の光学素子の一実施形態を示す断面図である。
第１の液晶層、ポジティブＣ層及び第２の液晶層の状態を説明するための模式的な平面図である。
第１の液晶層及び第２の液晶層の液晶分子の配列方向を説明するための模式的な平面図である。
液晶層の面内で、放射状の多方向に液晶分子が配列した状態を示す模式的な平面図である。
配向層の一実施形態である、パターン層の凹部の配置パターンの一実施形態を示す平面図である。
光漏れ及び回折効率の測定方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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