JP5306323B2 - 多層アクロマティク液晶偏光回折格子および関連する作製方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2007年4月16日に出願された「多層アクロマティク液晶偏光回折格子および関連する作製方法」という表題の米国仮特許出願第60/912,039号の優先権を主張するものであり、その開示内容は、引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
本発明は、偏光回折格子および関連する作製方法に関するものである。
Claims (30)
- 第1の周期的分子構造を含む第1の偏光回折格子層と、
前記第1の偏光回折格子層上の第2の偏光回折格子層であって、前記第2の偏光回折格子層は、第2の周期的分子構造を備えており、前記第1の偏光回折格子層と前記第2の偏光回折格子層との間の第1の界面で、前記第1の周期的分子構造と前記第2の周期的分子構造とは、前記第1の界面と平行の方向にオフセットされている、第2の偏光回折格子層と、
第3の偏光回折格子層であって、前記第3の偏光回折格子層は、前記第2の偏光回折格子層が前記第1の偏光回折格子層と前記第3の偏光回折格子層との間にあるように、前記第2の偏光回折格子層上に位置し、第3の周期的分子構造を有しており、前記第2の偏光回折格子層と前記第3の偏光回折格子層との間の第2の界面で、前記第2の周期的分子構造と前記第3の周期的分子構造とは、前記第2の界面に平行の方向にオフセットされている、第3の偏光回折格子層と、
を備えてなることを特徴とする多層偏光回折格子。 - 前記第2の周期的分子構造は、前記第1の周期的分子構造および前記第2の周期的分子構造が第1の相対的角度ずれだけ位相が異なるように、前記第1の周期的分子構造に対してオフセットされており、前記第3の周期的分子構造は、前記第2の周期的分子構造および前記第3の周期的分子構造が第2の相対的角度ずれだけ位相が異なるように、前記第2の周期的分子構造に対してオフセットされていることを特徴とする請求項1に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第2の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向は、前記第1の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向に対して、前記第1の角度ずれを有しており、前記第3の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向は、前記第2の偏光回折格子層の前記局部的ネマチックダイレクタ配向に対して、前記第2の角度ずれを有しており、前記第2の角度ずれは、前記第1の角度ずれと異なっていることを特徴とする請求項2に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第3の周期的分子構造は、前記第2の周期的分子構造が前記第1の周期的分子構造に対してオフセットされているのと逆方向に、前記第2の周期的分子構造に対してオフセットされていることを特徴とする請求項2に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第2の角度ずれは、前記第1の周期的分子構造および前記第3の周期的分子構造が同じ位相になるように、前記第1の角度ずれと逆方向の角度になっていることを特徴とする請求項4に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第1の角度ずれは、0°よりも大きく、180°よりも小さくなっていることを特徴とする請求項5に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第1の角度ずれは、+55°から+56°の範囲内にあり、前記第2の角度ずれは、−55°から−56°の範囲内にあることを特徴とする請求項5に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第3の偏光回折格子層の前記第3の周期的分子構造は、前記第1の偏光回折格子層の前記第1の周期的分子構造に対して、位相が異なっていることを特徴とする請求項4に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第1の偏光回折格子層と前記第2の偏光回折格子層との間にあり、前記第1の偏光回折格子層上に位置する第1のキラル重合性液晶層をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第3の偏光回折格子層と前記第2の偏光回折格子層との間にあり、前記第3の偏光回折格子層上に位置する第2のキラル重合性液晶層をさらに備えており、
前記第1のキラル重合性液晶層および前記第2のキラル重合性液晶層は、キラル分子をそれぞれ含んでおり、前記第2のキラル重合性液晶層の前記キラル分子は、前記第1のキラル重合性液晶層の前記キラル分子と逆の旋回性を有していることを特徴とする請求項9に記載の多層偏光回折格子。 - 前記第1のキラル重合性液晶層は、その対向面間の厚みの全体にわたって+55°の捩じれを含んでおり、前記第2のキラル重合性液晶層は、その対向面間の厚みの全体にわたって−55°の捩じれを含んでいることを特徴とする請求項10に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第1の偏光回折格子層上の第1の電極を備える第1の基板と、
前記第3の偏光回折格子層上の第2の電極を備える第2の基板と
をさらに備えており、
前記第2の偏光回折格子層は、非反応性液晶層から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の多層偏光回折格子。 - 前記第2の偏光回折格子層は、ネマチック液晶層から構成されていることを特徴とする請求項12に記載の多層偏光回折格子。
- 前記第2の偏光回折格子層は、重合性液晶層から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の多層偏光回折格子。
- 第1の周期的分子構造を含む第1の偏光回折格子を形成するステップと、
前記第1の偏光回折格子層上に第2の偏光回折格子層を形成するステップであって、前記第2の偏光回折格子層は、第2の周期的分子構造を含んでおり、前記第1の偏光回折格子層と前記第2の偏光回折格子層との間の第1の界面で、前記第1の周期的分子構造と前記第2の周期的分子構造とは、前記第1の界面と平行の方向にオフセットされる、ステップと、
前記第2の偏光回折格子層が前記第1の偏光回折格子層と第3の偏光回折格子層との間にあるように、前記第2の偏光回折格子層上に前記第3の偏光回折格子層を形成するステップであって、第3の偏光回折格子は、第3の周期的分子構造を含んでおり、前記第2の偏光回折格子層と前記第3の偏光回折格子層との間の第2の界面で、前記第2の周期的分子構造と前記第3の周期的分子構造とは、前記第2の界面と平行の方向にオフセットされる、ステップと
を含んでなることを特徴とする、多層偏光回折格子を作製する方法。 - 前記第2の偏光回折格子層および第3の偏光回折格子層を形成するステップは、
前記第2の偏光回折格子を前記第1の偏光回折格子層上に、前記第1の周期的分子構造および前記第2の周期的分子構造が第1の相対的角度ずれだけ位相が異なるように、形成することと、
前記第3の偏光回折格子層を前記第2の偏光回折格子層上に、前記第2の周期的分子構造および前記第3の周期的分子構造が第2の相対的角度ずれだけ位相が異なるように、形成することと
を含んでいることを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 前記第2の偏光回折格子層および前記第3の偏光回折格子層を形成するステップは、
前記第2の偏光回折格子層を前記第1の偏光回折格子層上に、前記第2の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向が前記第1の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向に対する角度ずれを有するように、形成することと、
前記第3の偏光回折格子層を前記第2の偏光回折格子層上に、前記第3の偏光回折格子層の局部的ネマチックダイレクタ配向が前記第2の偏光回折格子層の前記局部的ネマチックダイレクタ配向に対する第2の角度ずれを有するように、形成することと
をさらに含んでおり、
前記第2の角度ずれは、前記第1の角度ずれと異なっていることを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記第3の偏光回折格子を形成するステップは、
前記第3の周期的分子構造が、前記第2の周期的分子構造が前記第1の周期的分子構造に対してオフセットされるのと逆方向に、前記第2の周期的分子構造に対してオフセットされるように、前記第3の偏光回折格子層を前記第2の偏光回折格子層上に形成することをさらに含んでいることを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記第2の角度ずれは、前記第1の周期的分子構造と前記第3の周期的分子構造とが同じ位相になるように、前記第1の角度ずれと逆方向の角度になっていることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記第1の角度ずれは、0°よりも小さく、180°よりも大きくなっていることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記第1の角度ずれは、+55°から+56°の範囲内にあり、前記第2の角度ずれは、−55°から−56°の範囲内にあることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記第3の偏光回折格子層を形成するステップは、
前記第3の周期的分子構造が前記第1の周期的分子構造に対して位相が異なるように、前記第3の偏光回折格子層を形成することを含んでいることを特徴とする請求項18に記載の方法。 - 前記第2の偏光回折格子層を前記第1の偏光格子層上に形成する前に、前記第1の偏光回折格子層上に第1のキラル重合性液晶層を形成することをさらに含んでいることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記第3の偏光回折格子層上に第2のキラル重合性液晶層を形成するステップをさらに含んでおり、
前記第1のキラル重合性液晶層および前記第2のキラル重合性液晶層は、キラル分子をそれぞれ含んでおり、前記第2のキラル重合性液晶層の前記キラル分子は、前記第1のキラル重合性液晶層の前記キラル分子と逆方向の旋回性を有していることを特徴とする請求項23に記載の方法。 - 前記第1のキラル重合性液晶層は、その対向面間の厚みの全体にわたって+55°の捩じれを含んでおり、前記第2のキラル重合性液晶は、その対向面間の厚みの全体にわたって−55°の捩じれを含んでいることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記第2のキラル重合性液晶層を形成するステップは、
前記第2のキラル重合性液晶層を前記第2の偏光回折格子層上に形成することと、
前記第3の偏光回折格子層を前記第2のキラル重合性液晶層上に形成することと
を含んでおり、
前記第2の偏光回折格子層は、反応性メソゲン層から構成されていることを特徴とする請求項24に記載の方法。 - 前記第2のキラル重合性液晶層を形成するステップは、
前記第2の偏光回折格子層を形成する前に、前記第2のキラル重合性液晶層を前記第3の偏光回折格子層上に形成することと、
前記第2のキラル重合性液晶層を備える前記第3の偏光回折格子層を、前記第1のキラル重合性液晶層と前記第2のキラル重合性液晶層との間にギャップを画定するように、前記第1のキラル重合性液晶層を備える前記第1の偏光層に隣接して組み合わせることと
を含んでおり、
前記第2の偏光回折格子層を形成することは、非反応性液晶層を前記第1のキラル重合性液晶層と前記第2のキラル重合性液晶層との間のギャップに、前記第2の偏光回折格子層の前記第2の周期的分子構造が前記第1の周期的分子構造に対して前記第1の角度ずれだけシフトされ、かつ前記第3の周期的分子構造に対して前記第2の角度ずれだけシフトされるように、形成することを含んでいることを特徴とする請求項24に記載の方法。 - 前記第2の偏光回折格子層は、ネマチック液晶層から構成されていることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記第1の偏光回折格子層および前記第3の偏光回折格子層を形成することは、
前記第1の偏光回折格子層を第1の電極を含む第1の基板上に形成することと、
前記第3の偏光回折格子層を第2の電極を備える第2の基板上に形成することと
を含んでおり、
前記第3の偏光層を前記第1の偏光層に隣接して組み合わせることは、前記第1のキラル重合性液晶層と前記第2のキラル重合性液晶層との間にギャップを画定するように、前記第1の基板を前記第2の基板に隣接して組み合わせることを含んでいることを特徴とする請求項27に記載の方法。 - 前記第1のキラル重合性液晶層と前記第2のキラル重合性液晶層との間の前記ギャップは、約半波長リタデーション厚みになっていることを特徴とする請求項27に記載の方法。
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