光学元件及光偏振装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种光学元件及光偏振装置，光学元件沿厚度方向具备多个光学各向异性层，所述光学各向异性层具有来源于液晶化合物的光轴的朝向一边沿面内的至少一个方向连续地旋转一边发生变化的面内取向图案，光学各向异性层具有在一个方向上光轴的朝向旋转180

【技术实现步骤摘要】
光学元件及光偏振装置
[0001]本申请是申请日为2019年8月27日、申请号为201980063397.X、专利技术名称为“光学元件及光偏振装置”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种光学元件及具备光学元件的光偏振装置。

技术介绍

[0003]在大多光学器件或系统中利用偏振光，并正在推进用于控制偏振光的反射、聚光及发散等的光学元件的开发。
[0004]日本特开2014
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016632号公报(以下，称为专利文献1)及日本特开2010
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525394号公报(以下，称为专利文献2)等中公开有通过使具有光学各向异性的液晶化合物图案取向而形成的偏振光衍射元件。
[0005]并且，日本特开2016
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519327号公报(以下，称为专利文献3)中公开有使用了具有沿表面具备至少在一个维度非线性变化的局部光轴方向的光学各向异性的几何学相位元件的偏振光转换系统。在此，也利用液晶化合物的图案取向。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术课题
[0007]专利文献1、2并不是根据入射位置而使光的衍射角度不同的方向射出的技术，并且也没有类似的记载。
[0008]通过本专利技术人等的研究明确了若使光入射于如专利文献3那样的具有具备在一个维度非线性变化的局部光轴方向的光学各向异性的层，则根据入射位置而衍射程度不同。在这种元件中，当根据区域而使光以不同的入射角入射、射出时，面内的衍射效率根据区域而不同，从而有时会产生衍射效率降低的区域。
[0009]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种实现面内的衍射效率的平均化并且提高了平均的衍射效率的光学元件及光偏振装置。
[0010]用于解决技术课题的手段
[0011]在本专利技术的技术中包含以下方式。
[0012]＜1＞一种光学元件，其中，沿厚度方向具备多个光学各向异性层，该光学各向异性层具有来源于液晶化合物的光轴的朝向一边沿面内的至少一个方向连续地旋转一边发生变化的面内取向图案，
[0013]上述光学各向异性层具有在上述一个方向上上述光轴的朝向旋转180
°
为止的长度彼此不同的区域，
[0014]上述多个光学各向异性层中的至少一层为倾斜光学各向异性层，所述倾斜光学各向异性层在通过扫描式电子显微镜观察沿上述一个方向以上述厚度方向切割的截面而得的截面像中，沿上述一个方向具有多个来源于上述光轴的朝向的明线及暗线对，且具有上
述明线及暗线对相对于上述光学各向异性层的界面的法线以彼此不同的倾斜角度倾斜的区域。
[0015]＜2＞根据＜1＞所述的光学元件，其中，具备两层上述倾斜光学各向异性层，在上述截面像中，上述两层倾斜光学各向异性层中的至少一部分对置区域中，一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对与另一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对的上述倾斜角度彼此不同。
[0016]＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的光学元件，其中，具备两层上述倾斜光学各向异性层，在上述截面像中，上述两层倾斜光学各向异性层中的至少一部分对置区域中，一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对与另一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对的相对于上述法线的倾斜方向不同。
[0017]＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一个所述的光学元件，其中，具备两层上述倾斜光学各向异性层，在上述截面像中，上述两层倾斜光学各向异性层中的至少一部分对置区域中，一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对与另一个倾斜光学各向异性层中的上述明线及暗线对的相对于上述法线的倾斜方向相同。
[0018]＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一个所述的光学元件，其中，上述倾斜光学各向异性层具有上述光轴沿厚度方向扭曲取向的区域。
[0019]＜6＞根据＜1＞至＜5＞中任一个所述的光学元件具有衍射并透射所入射的光的功能。
[0020]＜7＞根据＜1＞至＜5＞中任一个所述的光学元件，其中，上述液晶化合物在上述倾斜光学各向异性层中胆甾醇型取向。
[0021]＜8＞根据＜7＞所述的光学元件具有衍射并反射所入射的光的功能。
[0022]＜9＞根据＜1＞至＜8＞中任一个所述的光学元件，其中，上述光学各向异性层的上述面内取向图案为在上述一个方向上上述光轴的朝向旋转180
°
为止的长度在该一个方向上逐渐发生变化的图案。
[0023]＜10＞根据＜1＞至＜9＞中任一个所述的光学元件，其中，上述光学各向异性层的上述面内取向图案为使上述一个方向从内侧朝向外侧呈放射状的图案。
[0024]＜11＞根据＜1＞至＜10＞中任一个所述的光学元件，其中，在上述光学各向异性层的上述面内取向图案中，具有在上述一个方向上上述光轴的朝向旋转180
°
为止的长度为10μm以下的区域。
[0025]＜12＞一种光偏振装置，其具备：光偏振元件，偏振射出所入射的光；驱动机构，驱动上述光偏振元件；及＜1＞至＜11＞中任一个所述的光学元件，配置于上述光偏振元件的光出射侧。
[0026]专利技术效果
[0027]根据本专利技术，在光学元件及光偏振装置中，能够实现面内的衍射效率的平均化并且提高平均的衍射效率。
附图说明
[0028]图1是示意地表示第1实施方式的光学元件的一部分表面的光轴的取向图案的俯视图。
[0029]图2是关于图1所示的光学元件的通过扫描式电子显微镜获得的截面像的示意图。
[0030]图3是示意地表示图1所示的光学元件的厚度方向(z方向)及水平方向(x方向)的液晶取向图案的图。
[0031]图4是表示具有水平旋转取向图案的光学各向异性层的作用的概念图。
[0032]图5是关于第2实施方式的光学元件的可通过扫描式电子显微镜获得的截面像的示意图。
[0033]图6是关于第3实施方式的光学元件的可通过扫描式电子显微镜获得的截面像的示意图。
[0034]图7是示意地表示第4实施方式的光学元件的截面的图。
[0035]图8是示意地表示设计变更例的光学元件的表面上的光轴的取向图案的俯视图。
[0036]图9是概念性地表示曝光取向膜而形成取向图案的曝光装置的一例的图。
[0037]图10是表示光偏振装置的一例的概略结构的图。
[0038]图11是表示比较例1的光学元件的层结构的图。
[0039]图12是表示实施例1的光学元件的层结构的图。
[0040]图13是表示实施例2的光学元件的层结构的图。
[0041]图14是表示实施例3的光学元件的层结构的图。
[0042]图15是表示实施例4的光学元件的层结构的图。
[0043]图16是表示实施例5的光学元件的层结构的图。
[0044]图17是表示透射光强度的测量方法的概念图。
[0045]图18是表示比较例11的光学元件的层结构的图。
[0046]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件，其中，沿厚度方向具备多个光学各向异性层，所述光学各向异性层具有来源于液晶化合物的光轴的朝向一边沿面内的至少一个方向连续地旋转一边发生变化的面内取向图案，所述多个光学各向异性层分别具有在所述一个方向上所述光轴的朝向旋转180
°
为止的长度彼此不同的区域，所述多个光学各向异性层分别在通过扫描式电子显微镜观察沿所述一个方向以所述厚度方向切割的截面而得的截面像中，沿所述一个方向具有多个来源于所述光轴的朝向的明线及暗线对，作为所述多个光学各向异性层中的一层的第1光学各向异性层为倾斜光学各向异性层，所述倾斜光学各向异性层在所述截面像中具有所述明线及暗线对相对于所述光学各向异性层的界面的法线以彼此不同的倾斜角度倾斜的区域。2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述多个光学各向异性层包含所述第1光学各向异性层和第2光学各向异性层，具有所述第1光学各向异性层中的所述明线及暗线对的倾斜角度与所述第2光学各向异性层中的所述明线及暗线对的倾斜角度彼此不同的区域。3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述多个光学各向异性层包含所述第1光学各向异性层和第2光学各向异性层，具有所述第1光学各向异性层中的所述明线及暗线对的相对于所述法线的倾斜方向与所述第2光学各向异性层中的所述明线及暗线对的相对于所述法线的倾斜方向不同的区域。4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述多个光学各向异性层依次包含所述第1光学各向异性层、第2光学各向异性层和第3光学各向异性层，所述第3光学各向异性层具有所述明线及暗线对相对于所述光学各向异性层的界面的法线以彼此不同的倾斜角度倾斜的区域。5.根据权利要求1所述的光学元件，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤宽，齐藤之人，篠田克己，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：