JP6413369B2 - Diffraction grating, imaging device, display device, and method of manufacturing diffraction grating - Google Patents

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Description

本発明は、入射した光を複数の回折光として出射する回折格子に関するものである。   The present invention relates to a diffraction grating that emits incident light as a plurality of diffracted lights.

近年、回折格子の技術がさまざまな形態で提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の回折格子は、光軸の方向が異なる2つ矩形領域が面内方向に交互に繰り返した市松模様に形成された位相差層を有しており、入射した光を複数の回折光として出射させて光学系のローパスフィルタとしての機能を実現している。
このような回折格子は、基材上に紫外線硬化型の液晶材料が塗布され、市松模様状のマスクを介して紫外線を照射することによって製造されるが、市松模様状に紫外線を照射するために、例えば、基材を枚葉状に切断した上で液晶材料の塗布や、紫外線の照射が行われる。そのため、このような回折格子を大量生産する場合において効率よく製造することができない場合があった。
In recent years, diffraction grating techniques have been proposed in various forms (for example, Patent Document 1). The diffraction grating described in Patent Document 1 includes a retardation layer formed in a checkered pattern in which two rectangular regions having different optical axis directions are alternately repeated in an in-plane direction, A function as a low-pass filter of the optical system is realized by emitting as diffracted light.
Such a diffraction grating is manufactured by applying an ultraviolet curable liquid crystal material on a substrate and irradiating ultraviolet rays through a checkered pattern mask. For example, after the base material is cut into a single sheet, application of a liquid crystal material or irradiation with ultraviolet rays is performed. For this reason, in the case of mass-producing such a diffraction grating, it may not be possible to manufacture it efficiently.

WO2008/004570号公報WO2008 / 004570 Publication

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、入射光を複数の回折光として出射するとともに、効率よく製造することができる回折格子、撮像装置、表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a diffraction grating, an imaging device, and a display device that emit incident light as a plurality of diffracted lights and can be efficiently manufactured.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、光軸の方向が異なる帯状領域が形成された位相差層を複数積層させる、との着想に至り、本発明を完成するに至った。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems, and has arrived at the idea of laminating a plurality of retardation layers in which band-like regions having different optical axis directions are formed, thereby completing the present invention. It was.

(1) 光軸の方向が異なる第1の帯状領域及び第2の帯状領域が、入射光に垂直な面内に交互に繰り返して形成された位相差層が複数積層され、前記入射光に対して屈折率が周期的に変化する周期構造が形成された回折格子であって、
前記帯状領域は、他の位相差層の帯状領域に対して非平行に配置されていること、
を特徴とする回折格子。
(1) A plurality of retardation layers in which a first belt-like region and a second belt-like region having different optical axis directions are alternately and repeatedly formed in a plane perpendicular to incident light are stacked, A diffraction grating having a periodic structure in which the refractive index changes periodically,
The band-shaped region is disposed non-parallel to the band-shaped region of the other retardation layer;
A diffraction grating characterized by

(1)によれば、ロールにより順次搬送しながら各位相差層の帯状領域を連続的に形成することができ、効率よく製造することができる回折格子を提供することができる。また、位相差層に係る帯状領域が、他の位相差層に係る帯状領域に対して非平行に配置されているので、入射する入射光を例えば撮像素子の画素の配列の対応する2次元の回折光により出射させることができる。   According to (1), a belt-like region of each retardation layer can be formed continuously while being sequentially conveyed by a roll, and a diffraction grating that can be efficiently manufactured can be provided. In addition, since the band-like region related to the phase difference layer is arranged non-parallel to the band-like regions related to the other phase difference layers, incident incident light is converted into, for example, a corresponding two-dimensional array of pixels of the image sensor. The light can be emitted by diffracted light.

(2) (1)において、前記帯状領域の光軸の方向は、前記入射光に垂直な面に平行な方向である。   (2) In (1), the direction of the optical axis of the band-like region is a direction parallel to a plane perpendicular to the incident light.

(2)によれば、帯状領域の光軸の配向を容易にすることができる。   According to (2), the orientation of the optical axis of the belt-like region can be facilitated.

(3) (1)又は(2)において、前記位相差層は、2層設けられており、一の位相差層の前記帯状領域が、他の位相差層の前記帯状領域に対して直角に配置されている。   (3) In (1) or (2), two retardation layers are provided, and the belt-like region of one retardation layer is perpendicular to the belt-like region of the other retardation layer. Has been placed.

(3)によれば、入射したスポット光に対して十文字状のパターンの回折光を出射することができる。   According to (3), diffracted light having a cross-shaped pattern can be emitted from the incident spot light.

(4) 撮像素子の撮像面の前側に、(1)から(3)までのいずれかの回折格子を配置した撮像装置。   (4) An imaging apparatus in which any one of the diffraction gratings (1) to (3) is arranged on the front side of the imaging surface of the imaging element.

(4)によれば、撮像素子に入射する被写体光のローパスフィルタとして回折格子を活用することができる。   According to (4), the diffraction grating can be used as a low-pass filter for subject light incident on the image sensor.

(5) 映像を表示する表示部の表示面の前側に、(1)から(3)までのいずれかの回折格子を配置した表示装置。   (5) A display device in which any one of the diffraction gratings (1) to (3) is arranged on the front side of the display surface of a display unit that displays an image.

(5)によれば、LCDやOLED等の表示部の画素電極等の影による画質の劣化を抑制することができる。   According to (5), it is possible to suppress deterioration in image quality due to shadows of pixel electrodes of a display unit such as an LCD or OLED.

本発明は、光軸の方向が異なる第1の帯状領域及び第2の帯状領域が交互に繰り返して形成された位相差層が複数積層しているので、ロールにより順次搬送しながら各位相差層の各帯状領域を連続的に形成することができ、効率よく製造することができる回折格子を提供することができる。また、位相差層の帯状領域が、他の位相差層の帯状領域に対して非平行に配置されているので、入射する入射光を例えば撮像素子の画素の配列の対応する2次元の回折光により出射させることができる。   In the present invention, since a plurality of retardation layers formed by alternately repeating the first belt-like region and the second belt-like region having different optical axis directions are stacked, each of the retardation layers is sequentially conveyed by a roll. Each band-like region can be formed continuously, and a diffraction grating that can be efficiently manufactured can be provided. In addition, since the belt-like region of the retardation layer is arranged non-parallel to the belt-like regions of the other retardation layers, incident incident light is converted into two-dimensional diffracted light corresponding to, for example, an array of pixels of the image sensor. Can be emitted.

本発明の第1実施形態に係る回折格子を示す図である。It is a figure which shows the diffraction grating which concerns on 1st Embodiment of this invention. 回折格子の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of a diffraction grating. 回折格子の露光工程の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the exposure process of a diffraction grating. 本発明の第2実施形態に係る回折格子を示す図である。It is a figure which shows the diffraction grating which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る回折格子を構成する位相差フィルムを示す図である。It is a figure which shows the phase difference film which comprises the diffraction grating which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る回折格子を示す図である。It is a figure which shows the diffraction grating which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 実施例及び比較例に照射するスポット光を撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the spot light irradiated to an Example and a comparative example. 本発明の実施例に係る回折格子から出射した回折光を撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the diffracted light radiate | emitted from the diffraction grating which concerns on the Example of this invention. 比較例の回折格子から出射した回折光を撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the diffracted light radiate | emitted from the diffraction grating of the comparative example. 本発明の実施例に係る回折格子から出射した回折光をプロットした図である。It is the figure which plotted the diffracted light radiate | emitted from the diffraction grating which concerns on the Example of this invention. 比較例の回折格子から出射した回折光をプロットした図である。It is the figure which plotted the diffracted light radiate | emitted from the diffraction grating of the comparative example. 各位相差層に係る帯状領域の互いになす角度を120度にした場合の回折光を示す写真である。It is a photograph which shows a diffracted light when the angle which the strip | belt-shaped area | region which concerns on each phase difference layer makes is 120 degree | times. 位相差層を3層設けた場合の回折光を示す写真である。It is a photograph which shows the diffracted light at the time of providing three phase difference layers.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る回折格子を示す図である。図1(a)は、本実施形態の回折格子の断面を示す図であり、図1(b)は、本実施形態の回折格子の分解斜視図を示す。
この第1実施形態に係る回折格子は、入射した光を回折光として出射させるものであり、例えば、カメラ等の撮像装置の撮像素子の撮像面側に赤外フィルタとともに設けられ、入射光に含まれる高周波成分に起因するモアレ縞の発生を抑制させるローパスフィルタとして使用される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a diffraction grating according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a diagram showing a cross section of the diffraction grating of the present embodiment, and FIG. 1B is an exploded perspective view of the diffraction grating of the present embodiment.
The diffraction grating according to the first embodiment emits incident light as diffracted light. For example, the diffraction grating is provided together with an infrared filter on the imaging surface side of an imaging element of an imaging device such as a camera and is included in incident light. It is used as a low-pass filter that suppresses the generation of moire fringes caused by high-frequency components.

ここで回折格子1は、図1に示すように、位相差フィルム7及び位相差フィルム17を、接着層5を介して貼合されている。位相差フィルム7は、TAC(トリアセチルセルロース)、アクリル、シクロオレフィンポリマー等の透明フィルムからなる基材2の一方の面上に、配向層3、位相差層4が順次設けられる。位相差フィルム17は、位相差フィルム7と同様のフィルムであり、TAC(トリアセチルセルロース)、アクリル、シクロオレフィンポリマー等の透明フィルムからなる基材12の一方の面上に、配向層13、位相差層14が順次設けられる。なお基材2及び基材12は、種々の透明フィルム材を広く適用することができるものの、光学的特性に優れたTACのフィルム材を適用することが好ましい。   Here, in the diffraction grating 1, as shown in FIG. 1, the retardation film 7 and the retardation film 17 are bonded via the adhesive layer 5. The retardation film 7 is provided with an alignment layer 3 and a retardation layer 4 in this order on one surface of a substrate 2 made of a transparent film such as TAC (triacetyl cellulose), acrylic, and cycloolefin polymer. The phase difference film 17 is the same film as the phase difference film 7, and on one surface of the substrate 12 made of a transparent film such as TAC (triacetyl cellulose), acrylic, cycloolefin polymer, the alignment layer 13, The phase difference layer 14 is sequentially provided. In addition, although the base material 2 and the base material 12 can apply various transparent film materials widely, it is preferable to apply the TAC film material excellent in the optical characteristic.

回折格子1は、屈折率異方性を保持した状態で固化(硬化)された液晶材料により位相差層4及び位相差層14が形成されており、この液晶材料の配向方向は配向層3及び配向層13の配向規制力により決められておりパターンニングされている。なおこの液晶分子の配向状態を図1(b)では細長い楕円により誇張して示す。このパターンニングにより、回折格子1は、一定の幅により、第1の帯状領域Aと第2の帯状領域Bとが順次交互に形成され、透過光に対する屈折率が異なる帯状領域の交互の繰り返しによる周期構造が形成される。   In the diffraction grating 1, a retardation layer 4 and a retardation layer 14 are formed of a liquid crystal material that is solidified (cured) while maintaining refractive index anisotropy. The alignment direction of the liquid crystal material is the alignment layer 3 and It is determined by the alignment regulating force of the alignment layer 13 and is patterned. Note that the alignment state of the liquid crystal molecules is exaggerated by an elongated ellipse in FIG. By this patterning, the diffraction grating 1 is formed by alternately repeating the first band-shaped areas A and the second band-shaped areas B sequentially with a constant width, and the band-shaped areas having different refractive indexes for transmitted light. A periodic structure is formed.

回折格子1は、光配向材料により光配向材料層が作製された後、この光配向材料層に直線偏光による紫外線を照射し、これにより光配向の手法を適用して配向層3、配向層13が形成される。ここでこの光配向材料層に照射する紫外線は、その偏光の方向が第1の帯状領域Aと第2の帯状領域Bとで90度異なるように設定され、これにより位相差層4、位相差層14に設けられる液晶材料に関して、第1の帯状領域Aと第2の帯状領域Bとで対応する向きに液晶分子を配向させ、透過光に対応する位相差を与える。なお、各帯状領域の液晶分子は、透過光に直交する面と平行又は略平行に配向されている。   In the diffraction grating 1, after the photo-alignment material layer is made of the photo-alignment material, the photo-alignment material layer is irradiated with ultraviolet rays by linearly polarized light, and thereby the photo-alignment technique is applied to apply the alignment layer 3 and the alignment layer 13. Is formed. Here, the ultraviolet rays applied to the photo-alignment material layer are set so that the direction of polarization is different by 90 degrees between the first strip region A and the second strip region B. With respect to the liquid crystal material provided in the layer 14, liquid crystal molecules are aligned in the corresponding directions in the first strip region A and the second strip region B, and a phase difference corresponding to transmitted light is given. Note that the liquid crystal molecules in each band-like region are aligned in parallel or substantially in parallel with the plane orthogonal to the transmitted light.

光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができるものの、この実施形態では、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない、例えば光2量化型の材料を使用する。なおこの光2量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster : Nature, 381, 212 (1996)」等に開示されている。
配向層13の各帯状領域A、Bは、配向層3の各帯状領域A、Bと非平行になるように、例えば本実施形態では、図1(b)に示すように、直角に配置されるようにして形成される。これにより、回折格子1は、例えばスポット光の入射に対して十文字状のパターンの回折光(図8参照)を出射することができる。
ここで、非平行とは、入射光が入射する方向(配向層、位相差層等が積層する方向)から見て、配向層13の帯状領域の延在する方向(長手方向)が、配向層3の帯状領域の延在する方向に対して平行でない状態、すなわち配向層3の帯状領域の長手方向に対して傾斜していることをいう。
Although various materials to which a photo-alignment technique can be applied can be applied as the photo-alignment material, in this embodiment, after the alignment, the alignment does not change by irradiation with ultraviolet rays. For example, a photo-dimerization type Use materials. The light dimerization type material is described in “M. Schadt, K. Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov: Jpn. J. Appl. Phys., 31, 2155 (1992)”, “M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster: Nature, 381, 212 (1996).
For example, in this embodiment, as shown in FIG. 1B, the strip regions A and B of the alignment layer 13 are arranged at right angles so as to be non-parallel to the strip regions A and B of the alignment layer 3. In this way, it is formed. Thereby, the diffraction grating 1 can emit, for example, a diffracted light having a cross-shaped pattern (see FIG. 8) with respect to the incident spot light.
Here, non-parallel means that the direction (longitudinal direction) in which the band-shaped region of the alignment layer 13 extends is the alignment layer when viewed from the direction in which incident light is incident (direction in which the alignment layer, retardation layer, etc. are laminated). 3 is a state that is not parallel to the direction in which the strip-shaped region 3 extends, that is, is inclined with respect to the longitudinal direction of the strip-shaped region of the alignment layer 3.

〔位相差層〕
位相差層4、位相差層14は、重合性液晶組成物を含有する。この重合性液晶組成物は、液晶性を示し分子内に重合性官能基を有する液晶化合物(以下、「棒状化合物」ともいう。)のほか、アンチブロッキング剤等を含有させることができる。
(Retardation layer)
The retardation layer 4 and the retardation layer 14 contain a polymerizable liquid crystal composition. This polymerizable liquid crystal composition can contain an antiblocking agent and the like in addition to a liquid crystal compound exhibiting liquid crystallinity and having a polymerizable functional group in the molecule (hereinafter also referred to as “rod-like compound”).

棒状化合物は、屈折率異方性を有し、配向層3、配向層13の配向規制力により規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。棒状化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す棒状化合物を用いることがより好ましい。   The rod-shaped compound has a refractive index anisotropy, and has a function of imparting a desired phase difference by regularly arranging with the alignment regulating force of the alignment layer 3 and the alignment layer 13. Examples of the rod-like compound include materials exhibiting a liquid crystal phase such as a nematic phase and a smectic phase, but the nematic phase is easier to arrange regularly than liquid crystal compounds exhibiting other liquid crystal phases. It is more preferable to use the rod-shaped compound shown.

本実施形態において用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式(1)〜(16)で表される化合物を例示できる。   Specific examples of the rod-shaped compound used in the present embodiment include compounds represented by the following formulas (1) to (16).

)

接着層5は、位相差フィルム7と位相差フィルム17とを接着するための層であり、例えば紫外線硬化型樹脂による接着剤を用いることができる。   The adhesive layer 5 is a layer for adhering the retardation film 7 and the retardation film 17, and for example, an adhesive made of an ultraviolet curable resin can be used.

〔製造工程〕
図2は、この回折格子1の製造工程を示すフローチャートである。回折格子1の製造工程は、この図2に示す処理工程により長尺透明フィルム材を順次処理して回折格子を生産する。ここでこの製造工程は、ロールに巻き取った長尺透明フィルム材により基材が提供され、配向層作成工程SP2において、光配向膜に係る塗工液がダイ等により塗布された後、乾燥、硬化され、これにより光配向材料層が作製される。続いてこの配向層作成工程SP2は、露光工程により紫外線を照射して基材上に光配向層が作製される。ここで露光工程では、マスクを使用した直線偏光による紫外線の照射により、第1の帯状領域又は第2の帯状領域に対応する領域を選択的に露光処理した後、偏光方向が直交する直線偏光による紫外線を全面に照射することにより、実行される。露光工程については詳細を後述する。
続いてこの製造工程は、位相差層作製工程SP3において、ダイ等により液晶材料の塗工液を塗工、乾燥させた後、液晶分子を配向した状態のまま、紫外線の照射によりこの液晶材料を硬化させ、位相差層が作製され、長尺状の位相差フィルムが完成する。
〔Manufacturing process〕
FIG. 2 is a flowchart showing the manufacturing process of the diffraction grating 1. In the manufacturing process of the diffraction grating 1, the long transparent film material is sequentially processed by the processing process shown in FIG. 2 to produce a diffraction grating. Here, in this production process, the base material is provided by a long transparent film material wound around a roll, and in the alignment layer creating process SP2, the coating liquid relating to the photo-alignment film is applied by a die or the like, and then dried. Cured, thereby producing a photo-alignment material layer. Subsequently, in this alignment layer creating step SP2, the photo-alignment layer is formed on the substrate by irradiating ultraviolet rays in the exposure step. Here, in the exposure step, the first belt-shaped region or the region corresponding to the second belt-shaped region is selectively exposed by irradiation with ultraviolet light using linearly polarized light using a mask, and then linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. This is performed by irradiating the entire surface with ultraviolet rays. Details of the exposure step will be described later.
Subsequently, in the manufacturing step SP3 of the retardation layer, the liquid crystal material coating liquid is applied and dried with a die or the like, and then the liquid crystal material is oriented by irradiation with ultraviolet rays while the liquid crystal molecules are aligned. Curing is performed to produce a retardation layer, and a long retardation film is completed.

次にこの製造工程は、切断工程SP4において、長尺状の位相差フィルムを所望の大きさに切り出して位相差フィルムを得る。すなわち、1つの長尺状の位相差フィルムから位相差フィルム7及び位相差フィルム17を切り出す。
そして、貼合工程SP5において、切り出された位相差フィルム7及び位相差フィルム17を、接着層5を構成する紫外線硬化型樹脂の接着剤によって貼り合せる。このとき、位相差層14に係る各帯状領域は、位相差層4の各帯状領域に対して非平行、例えば本実施形態では直角に配置されるようにして貼付される。以上により、回折格子1が作製される。
次にこの製造工程は、検査工程SP6において、作製された回折格子の欠陥、外観等が検査される。
Next, this manufacturing process cuts out a long phase difference film to a desired magnitude | size in cutting process SP4, and obtains a phase difference film. That is, the retardation film 7 and the retardation film 17 are cut out from one long retardation film.
And in bonding process SP5, the phase difference film 7 and phase difference film 17 which were cut out are bonded together with the adhesive agent of the ultraviolet curable resin which comprises the contact bonding layer 5. FIG. At this time, each strip region related to the retardation layer 14 is affixed so as to be arranged non-parallel to each strip region of the retardation layer 4, for example, at right angles in the present embodiment. Thus, the diffraction grating 1 is manufactured.
Next, in the manufacturing process, in the inspection process SP6, the manufactured diffraction grating is inspected for defects, appearance, and the like.

図3は、露光工程の詳細を示す図である。なお、図3及び以下の説明において、配向層3の露光工程について説明するが、配向層13についても同様である。
この製造工程は、第1の帯状領域A又は第2の帯状領域Bに対応する部位を遮光したマスク16を介して、直線偏光による紫外線(偏光紫外線)を照射することにより、遮光されていない側の、第2の帯状領域B又は第1の帯状領域Aについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる(図3(A))。これによりこの製造工程は、1回目の露光処理を実行する。続いてこの製造工程は、1回目の露光処理とは偏光方向が90度異なる直線偏光により全面に紫外線を照射し、これにより1回目の露光処理で未露光の第1の帯状領域A又は第2の帯状領域Bを露光処理し、第1の帯状領域A又は第2の帯状領域Bについて、光配向材料膜を所望の方向に配向させる(図3(B))。これによりこの製造工程では、2回の露光処理により、第1の帯状領域Aと第2の帯状領域Bとを順次露光処理して配向層3を作製する。
FIG. 3 is a diagram showing details of the exposure process. In addition, in FIG. 3 and the following description, although the exposure process of the alignment layer 3 is demonstrated, it is the same also about the alignment layer 13. FIG.
This manufacturing process is performed by irradiating ultraviolet rays (polarized ultraviolet rays) by linearly polarized light through a mask 16 that shields the portion corresponding to the first belt-like region A or the second belt-like region B. For the second strip region B or the first strip region A, the photo-alignment material film is oriented in a desired direction (FIG. 3A). Thereby, this manufacturing process executes the first exposure process. Subsequently, in this manufacturing process, the entire surface is irradiated with linearly polarized light whose polarization direction is 90 degrees different from that of the first exposure process, whereby the first strip region A or the second unexposed area is exposed in the first exposure process. The strip-shaped region B is exposed, and the photo-alignment material film is oriented in a desired direction in the first strip-shaped region A or the second strip-shaped region B (FIG. 3B). Thereby, in this manufacturing process, the first strip region A and the second strip region B are sequentially exposed by two exposure processes to produce the alignment layer 3.

上述した製造工程では、ロールにより提供される透明フィルム材による基材を搬送しながら順次処理して長尺状の位相差フィルムを作成している。ここで、各位相差フィルム7、17は、1つの長尺状の位相差フィルムから切り出され、それぞれの帯状領域が互いに非平行になるように貼合されている。そのため、本実施形態の回折格子1は、製造工程において1種類の位相差フィルムを作製すればよく、大量生産における製造効率を大幅に向上させることができる。
また、位相差フィルムが、ロールにより提供される透明フィルム材による基材を搬送しながら順次処理して作製されるので、位相差層に係る帯状領域の帯状に延在する方向を基材の搬送方向と同じにすることによって効率よく作製されるため、このことからも、本実施形態の回折格子1は、大量生産における製造効率を向上させることができる。
さらに、上述の特許文献1の図2に記載の回折格子のように、液晶分子の配向方向が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に対して平行だけでなく、垂直にも配向されているような場合、上述の製法では、1種類の配向膜上に、水平配向と垂直配向を混在させることが出来ないため、大量に効率よく作製するのは困難である。しかし、本実施形態の回折格子1は、帯状領域の液晶分子が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に平行又は略平行に配向されているので、露光工程による液晶分子の配向を、基材を順次搬送しながら行うことができ、これによっても大量生産における製造効率を向上させることができる。
また、本実施形態の回折格子は、2枚の位相差フィルムを貼り合わせているため、各位相差フィルム7の帯状領域と位相差フィルム17の帯状領域とのなす角度を直角以外の角度に容易に調整することができる。これにより、回折格子から出射する回折光のパターンを適宜変更することができる。
本実施形態の回折格子は、位相差層の各帯状領域が、他の位相差層の各帯状領域に対して非平行(例えば本実施形態では直角)に配置されているので、入射する入射光を複数の回折光として出射させることができる。
In the manufacturing process described above, a long retardation film is formed by sequentially processing a substrate made of a transparent film material provided by a roll while being conveyed. Here, each phase difference film 7 and 17 is cut out from one elongate phase difference film, and is bonded so that each strip | belt-shaped area | region may become mutually non-parallel. Therefore, the diffraction grating 1 of this embodiment should just produce one type of phase difference film in a manufacturing process, and can improve the manufacturing efficiency in mass production significantly.
In addition, since the retardation film is produced by sequentially processing the substrate made of the transparent film material provided by the roll, the direction of the substrate extending in the direction of the belt-like region of the retardation layer is conveyed. Since it is efficiently manufactured by making it the same as the direction, the diffraction grating 1 of this embodiment can also improve the manufacturing efficiency in mass production.
Furthermore, as in the diffraction grating described in FIG. 2 of Patent Document 1 described above, the orientation direction of the liquid crystal molecules is not only parallel to the plane perpendicular to the incident light (the plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating). In the case where the film is also vertically aligned, it is difficult to efficiently produce a large amount because the above-described manufacturing method cannot mix horizontal alignment and vertical alignment on one type of alignment film. . However, in the diffraction grating 1 of the present embodiment, the liquid crystal molecules in the band-like region are aligned in parallel or substantially parallel to a plane orthogonal to the incident light (a plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating). The alignment of the liquid crystal molecules can be performed while sequentially transporting the base material, and this can also improve the production efficiency in mass production.
In addition, since the diffraction grating of the present embodiment has two retardation films bonded together, the angle formed by the band-shaped region of each retardation film 7 and the band-shaped region of the retardation film 17 can be easily set to an angle other than a right angle. Can be adjusted. Thereby, the pattern of the diffracted light emitted from the diffraction grating can be appropriately changed.
In the diffraction grating according to the present embodiment, each band-shaped region of the retardation layer is arranged non-parallel (for example, at right angles in the present embodiment) to each band-shaped region of the other retardation layer. Can be emitted as a plurality of diffracted lights.

〔第2実施形態〕
図4は、本発明の第2実施形態に係る回折格子を示す図である。図5は、本発明の第2実施形態に係る回折格子を構成する位相差フィルムを示す図である。
第2実施形態の回折格子101は、位相差層4上の層構成が第1実施形態の回折格子と相違する。なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号(下二桁)を付して、重複する説明を適宜省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing a diffraction grating according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing a retardation film constituting a diffraction grating according to the second embodiment of the present invention.
The diffraction grating 101 of the second embodiment differs from the diffraction grating of the first embodiment in the layer configuration on the retardation layer 4. Note that, in the following description and drawings, the same reference numerals or the same reference numerals (last two digits) are given to the portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and redundant descriptions are omitted as appropriate. To do.

回折格子101は、図4に示すように、基材2の一方の面上に、配向層3、位相差層4、接着層5、位相差層14、配向層13が順次設けられる。
本実施形態の回折格子101は、図5(a)に示す基材2、配向層3、位相差層4から構成される位相差フィルム7と、図5(b)に示す位相差フィルム17の配向層13及び位相差層14とから構成され、接着層5を介してこれら位相差フィルム7と、位相差層14及び配向層13とが一体化され、この一体化の処理に、転写法が適用される。
As shown in FIG. 4, the diffraction grating 101 is provided with an alignment layer 3, a retardation layer 4, an adhesive layer 5, a retardation layer 14, and an alignment layer 13 in this order on one surface of the substrate 2.
The diffraction grating 101 of this embodiment includes a retardation film 7 composed of the substrate 2, the alignment layer 3, and the retardation layer 4 shown in FIG. 5A, and a retardation film 17 shown in FIG. The phase difference film 7, the phase difference layer 14 and the alignment layer 13 are integrated with each other through the adhesive layer 5. The transfer method is used for this integration process. Applied.

ここで、転写法は、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体を作成した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材(被転写基材)上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。   Here, in the transfer method, for example, when a desired layer is formed on a base material, the layer is not directly formed on the base material but can be peeled once on a releasable support. After forming the layer by laminating the layers, according to the process, demand, etc., the layer formed on the support is finally deposited on the substrate (the substrate to be transferred) on which the layer is to be laminated. In this method, a desired layer is formed on the substrate by peeling and removing the support.

この実施形態では、位相差フィルム7に、位相差フィルム17を転写法により積層する。従って被転写基材は、位相差フィルム7であり、転写に供する層(転写層)は、位相差フィルム17の配向層13及び位相差層14の積層体である。   In this embodiment, the retardation film 17 is laminated on the retardation film 7 by a transfer method. Therefore, the substrate to be transferred is the retardation film 7, and the layer (transfer layer) used for transfer is a laminate of the alignment layer 13 and the retardation layer 14 of the retardation film 17.

図5(b)は、位相差フィルム17の構成を示す図である。位相差フィルム17は、セパレータフィルム12上に、配向層13及び位相差層14が設けられる。   FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration of the retardation film 17. The retardation film 17 is provided with an alignment layer 13 and a retardation layer 14 on the separator film 12.

ここでセパレータフィルム12は、転写に供する層(転写層)を剥離可能に担持し、転写層を被転写基材上に接着、積層する際に、適宜に剥離、除去に供される基材である。この実施形態では、透明フィルム材であるPET(Polyethylene terephthalate)フィルムが適用され、これにより位相差フィルムの転写体は、光学特性を検査可能に構成される。なおPETフィルムは、コロナ処理され、これにより後述する離型層との間の密着力を適切に設定する。なお転写層との剥離性が不十分な場合は、セパレータフィルム12には、転写層側に、剥離を促進する離型層を設けてもよい。   Here, the separator film 12 is a substrate that is detachably supported on a layer to be transferred (transfer layer), and is appropriately peeled and removed when the transfer layer is bonded and laminated on the transfer target substrate. is there. In this embodiment, a PET (Polyethylene terephthalate) film, which is a transparent film material, is applied, whereby the transfer body of the retardation film is configured to be able to inspect optical characteristics. The PET film is corona-treated, thereby appropriately setting the adhesion between the PET film and a release layer described later. When the peelability from the transfer layer is insufficient, the separator film 12 may be provided with a release layer that promotes peeling on the transfer layer side.

接着層5は、転写層と被転写基材とを接着するための層であり、例えば紫外線硬化型樹脂による接着剤を用いることができる。   The adhesive layer 5 is a layer for adhering the transfer layer and the substrate to be transferred. For example, an adhesive made of an ultraviolet curable resin can be used.

ここで、回折格子101の位相差フィルム7、17は、予め個別に、ロールにより提供される透明フィルム材による基材を搬送しながら順次処理して作製される。具体的には、各位相差フィルムの配向層3、13は、それぞれ基材2、セパレータフィルム12上に光配向膜に係る塗工液がダイ等により塗布された後、乾燥、硬化されることによって作製される。ここで、各位相差層の帯状領域の露光工程は、上述の第1実施形態の位相差層の帯状領域の露光工程の場合と同様である。すなわち、この露光工程は、マスクを使用した直線偏光による紫外線の照射により、第1の帯状領域又は第2の帯状領域に対応する領域を選択的に露光処理した後、偏光方向が直交する直線偏光による紫外線を全面に照射することにより、実行される(図4参照)。なお、セパレータフィルム12上には、上述したように、転写層との剥離性を確保するために、離型層等を予め設けておいてもよい。
本実施形態の回折格子101は、上述のロールにより作製された各位相差フィルムを所定の寸法に裁断した後、所定の角度(例えば90度)に回転させて、互いに貼り合わせることによって、作成されることとなる。
Here, the phase difference films 7 and 17 of the diffraction grating 101 are prepared by individually individually processing in advance while conveying a substrate made of a transparent film material provided by a roll. Specifically, the alignment layers 3 and 13 of the respective retardation films are dried and cured after the coating liquid relating to the photo-alignment film is applied to the base material 2 and the separator film 12 by a die or the like, respectively. Produced. Here, the exposure process of the band-shaped region of each retardation layer is the same as the exposure process of the band-shaped region of the retardation layer of the first embodiment described above. That is, in this exposure step, the first polarization region or the region corresponding to the second stripe region is selectively exposed by irradiation of ultraviolet rays with linear polarization using a mask, and then the linearly polarized light whose polarization direction is orthogonal. This is performed by irradiating the entire surface with ultraviolet rays (see FIG. 4). In addition, as above-mentioned, in order to ensure peelability with a transfer layer, you may provide the release layer etc. on the separator film 12 previously.
The diffraction grating 101 of the present embodiment is produced by cutting each retardation film produced by the above-mentioned roll into a predetermined dimension, rotating the film to a predetermined angle (for example, 90 degrees), and bonding them together. It will be.

本実施形態の回折格子101は、この位相差フィルム17の位相差層14に、位相差フィルム7の位相差層4を接着層5により貼り合せた後、セパレータフィルム12を剥離して作成される。このとき、位相差層14に係る各帯状領域は、位相差層4の各帯状領域に対して非平行、例えば本実施形態では直角に配置されるようにして貼付される。   The diffraction grating 101 of the present embodiment is formed by bonding the retardation layer 4 of the retardation film 7 to the retardation layer 14 of the retardation film 17 with the adhesive layer 5 and then peeling the separator film 12. . At this time, each strip region related to the retardation layer 14 is affixed so as to be arranged non-parallel to each strip region of the retardation layer 4, for example, at right angles in the present embodiment.

上述したように、位相差フィルム7、位相差フィルム17が、それぞれロールにより提供される透明フィルム材による基材、セパレータフィルムを搬送しながら作製されているので、各位相差フィルムの各帯状領域A、Bは、帯状に延在する方向をそれぞれ基材の搬送方向と同じにし、各帯状領域の露光処理を行うことによって、連続して効率よく製造される。そのため、本実施形態の回折格子101は、大量生産する場合においても効率よく製造されることとなる。
また、上述の特許文献1の図2に記載の回折格子のように、液晶分子の配向方向が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に対して平行だけでなく、垂直にも配向されているような場合、上述の製法では、1種類の配向膜上に、水平配向と垂直配向を混在させることが出来ないため、大量に効率よく作製するのは困難である。しかし、本実施形態の回折格子101は、帯状領域の液晶分子が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に平行又は略平行に配向されているので、露光工程による液晶分子の配向を、基材を順次搬送しながら行うことができ、これによっても大量生産における製造効率を向上させることができる。
さらに、本実施形態の回折格子は、2枚の位相差フィルムを貼り合わせているため、各位相差フィルムの帯状領域と他の位相差フィルムの帯状領域とのなす角度を直角以外の角度に容易に調整することができる。これにより、回折格子から出射する回折光のパターンを適宜変更することができる。
As described above, the retardation film 7 and the retardation film 17 are produced while transporting the base material and the separator film made of the transparent film material provided by the rolls. B is manufactured continuously and efficiently by making the direction extending in a strip shape the same as the transport direction of the base material and performing the exposure process for each strip region. Therefore, the diffraction grating 101 of the present embodiment is efficiently manufactured even in mass production.
In addition, as in the diffraction grating described in FIG. 2 of Patent Document 1 described above, the orientation direction of the liquid crystal molecules is not only parallel to a plane perpendicular to the incident light (a plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating). In the case where the film is also vertically aligned, it is difficult to efficiently produce a large amount because the above-described manufacturing method cannot mix horizontal alignment and vertical alignment on one type of alignment film. . However, in the diffraction grating 101 of the present embodiment, the liquid crystal molecules in the band-like region are aligned in parallel or substantially parallel to a plane orthogonal to the incident light (a plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating). The alignment of the liquid crystal molecules can be performed while sequentially transporting the base material, and this can also improve the production efficiency in mass production.
Furthermore, since the diffraction grating of the present embodiment has two retardation films bonded together, the angle formed between the belt-like region of each retardation film and the belt-like region of another retardation film can be easily set to an angle other than a right angle. Can be adjusted. Thereby, the pattern of the diffracted light emitted from the diffraction grating can be appropriately changed.

〔第3実施形態〕
図6は、本発明の第3実施形態に係る回折格子を示す図である。
第3実施形態の回折格子201は、基材の表面及び裏面に、配向層及び位相差層が形成されている点で、第1実施形態の回折格子と相違する。なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号(下二桁)を付して、重複する説明を適宜省略する。
回折格子201は、図6に示すように、基材2の一方の面(表面)上に、配向層3、位相差層4が順次設けられ、また、基材2の他方の面(裏面)上に、配向層13、位相差層14が順次設けられている。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing a diffraction grating according to the third embodiment of the present invention.
The diffraction grating 201 of the third embodiment is different from the diffraction grating of the first embodiment in that an alignment layer and a retardation layer are formed on the front surface and the back surface of the substrate. Note that, in the following description and drawings, the same reference numerals or the same reference numerals (last two digits) are given to the portions that perform the same functions as those of the first embodiment described above, and redundant descriptions are omitted as appropriate. To do.
As shown in FIG. 6, the diffraction grating 201 has an orientation layer 3 and a retardation layer 4 sequentially provided on one surface (front surface) of the base material 2, and the other surface (back surface) of the base material 2. An alignment layer 13 and a retardation layer 14 are sequentially provided thereon.

本実施形態の回折格子201は、以下のようにして製造される。
まず、ロールに巻き取った長尺透明フィルム材により基材2が提供され、その基材の表面に、光配向膜に係る塗工液がダイ等により塗布された後、乾燥、硬化され、これにより光配向材料層が作製される。続いて、露光工程により紫外線を照射して光配向層3が作製される。
続いて、ダイ等により液晶材料の塗工液を塗工、乾燥させた後、紫外線の照射によりこの液晶材料を硬化させ、位相差層4が作製される。
The diffraction grating 201 of the present embodiment is manufactured as follows.
First, the base material 2 is provided by the long transparent film material wound up by the roll, and after the coating liquid which concerns on a photo-alignment film | membrane is apply | coated with the die | dye etc. on the surface of the base material, it is dried and hardened, Thus, a photo-alignment material layer is produced. Subsequently, the photo-alignment layer 3 is produced by irradiating ultraviolet rays in the exposure process.
Subsequently, after coating and drying a liquid crystal material coating solution with a die or the like, the liquid crystal material is cured by irradiation with ultraviolet rays, whereby the retardation layer 4 is produced.

次に、基材を切断し、枚葉状にしてから反転させ、基材の裏面に、光配向膜に係る塗工液がダイ等により塗布された後、乾燥、硬化され、これにより光配向材料層が作製され、露光工程により紫外線を照射して配向層13が作製される。
続いて、ダイ等により液晶材料の塗工液を塗工、乾燥させた後、紫外線の照射によりこの液晶材料を硬化させ、位相差層14が作製される。このとき、位相差層14に係る各帯状領域は、位相差層4に係る各帯状領域に対して非平行、例えば本実施形態では直角に配置されるようにして形成される。
Next, the substrate is cut, turned into a sheet, and then inverted. After the coating liquid related to the photo-alignment film is applied to the back surface of the substrate with a die or the like, it is dried and cured, thereby the photo-alignment material A layer is produced, and the alignment layer 13 is produced by irradiating ultraviolet rays in the exposure process.
Subsequently, after coating and drying a liquid crystal material coating solution with a die or the like, the liquid crystal material is cured by irradiation with ultraviolet rays, and the retardation layer 14 is produced. At this time, each strip region related to the retardation layer 14 is formed so as to be arranged non-parallel to each strip region related to the retardation layer 4, for example, at right angles in the present embodiment.

上述の特許文献1の図2に記載の回折格子のように、液晶分子の配向方向が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に対して平行だけでなく、垂直にも配向されているような場合、上述の製法では、1種類の配向膜上に、水平配向と垂直配向を混在させることが出来ないため、大量に効率よく作製するのは困難である。しかし、本実施形態の回折格子201は、帯状領域の液晶分子が、入射光に直交する面(回折格子のシート面に平行な面)に平行又は略平行に配向されているので、露光工程による液晶分子の配向を、基材を順次搬送しながら行うことができ、大量生産における製造効率を向上させることができる。
さらに、本実施形態の回折格子は、基材2の表面及び裏面に、それぞれ配向層及び位相差層が形成されているので、上述の実施形態に比して、接着層5や基材12を省略することができ、厚みを薄く形成することができる。
本実施形態の回折格子は、位相差層の各帯状領域が、他の位相差層の各帯状領域に対して非平行(例えば本実施形態では直角)に配置されているので、入射する入射光を複数の回折光として出射させることができる。
Like the diffraction grating shown in FIG. 2 of Patent Document 1 described above, the orientation direction of the liquid crystal molecules is not only parallel to the plane orthogonal to the incident light (the plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating), but also perpendicular. In such a case, it is difficult to efficiently produce a large amount because a horizontal alignment and a vertical alignment cannot be mixed on one type of alignment film in the above-described manufacturing method. However, in the diffraction grating 201 of the present embodiment, the liquid crystal molecules in the band-like region are aligned in parallel or substantially parallel to a plane perpendicular to the incident light (a plane parallel to the sheet surface of the diffraction grating). The alignment of the liquid crystal molecules can be performed while sequentially transporting the base material, and the production efficiency in mass production can be improved.
Furthermore, since the alignment layer and the retardation layer are respectively formed on the front surface and the back surface of the base material 2 in the diffraction grating of the present embodiment, the adhesive layer 5 and the base material 12 are provided as compared with the above-described embodiment. It can be omitted and the thickness can be reduced.
In the diffraction grating according to the present embodiment, each band-shaped region of the retardation layer is arranged non-parallel (for example, at right angles in the present embodiment) to each band-shaped region of the other retardation layer. Can be emitted as a plurality of diffracted lights.

〔評価〕
次に、回折格子にスポット光を入射させ、回折格子から出射した回折光の評価について説明する。
図7は、実施例及び比較例に照射するスポット光を撮影した写真である。図8は、本発明の実施例に係る回折格子から出射した回折光を撮影した写真である。図9は、比較例の回折格子から出射した回折光を撮影した写真である。図10は、本発明の実施例に係る回折格子から出射した回折光をプロットした図である。図11は、比較例の回折格子から出射した回折光をプロットした図である。
[Evaluation]
Next, evaluation of the diffracted light emitted from the diffraction grating by making the spot light incident on the diffraction grating will be described.
FIG. 7 is a photograph of spot light irradiated on the example and the comparative example. FIG. 8 is a photograph of the diffracted light emitted from the diffraction grating according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is a photograph of the diffracted light emitted from the diffraction grating of the comparative example. FIG. 10 is a diagram plotting the diffracted light emitted from the diffraction grating according to the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram in which the diffracted light emitted from the diffraction grating of the comparative example is plotted.

実施例の回折格子は、上述の実施形態で説明したように、光軸の方向が異なる第1の帯状領域及び第2の帯状領域が交互に繰り返して形成された位相差層が2層積層されており、各位相層に係る帯状領域が互いに直角に配置されている(図1参照)。
また、比較例に係る回折格子は、光軸の方向の異なる2つの矩形領域が市松模様状に形成された特許文献1に係る回折格子である。
実施例及び比較例の回折格子に入射されるスポット光は、図7に示すように、点光源から出射された光である。
As described in the above embodiment, the diffraction grating of the example is formed by laminating two retardation layers formed by alternately repeating the first and second strip regions having different optical axis directions. The band-like regions related to each phase layer are arranged at right angles to each other (see FIG. 1).
The diffraction grating according to the comparative example is a diffraction grating according to Patent Document 1 in which two rectangular regions having different optical axis directions are formed in a checkered pattern.
The spot light incident on the diffraction gratings of the example and the comparative example is light emitted from a point light source as shown in FIG.

スポット光を比較例の回折格子に入射させた場合、比較例の回折格子からは、図9に示すように、十文字状のパターンの回折光が出射する。
スポット光の照射位置から回折格子の照射面までの距離を1500mmとし、100μmピッチの比較例の回折格子に550nmのレーザ光を入射したところ、図11に示すように、回折光のピッチは約8.2mmであった。
また、スポット光を実施例の回折格子に入射させた場合、実施例の回折格子からは、図8に示すように、十文字状のパターンの回折光が出射する。
スポット光の照射位置から回折格子の照射面までの距離を1500mmとし、120μmと120μmのストライプ状の位相差層が2層積層された実施例の回折格子に550nmのレーザ光を入射したところ、図10に示すように、回折光のピッチは約3.5mmであった。
これにより、本発明による実施例の回折格子は、比較例の回折格子と同様に、入射光を複数の回折光として出射できることが確認された。比較例の回折光パターンは2列の回折光ドットによる十文字状の回折光パターンであるのに対し、実施例の回折光パターンは1列の回折光ドットによる十文字状の回折光パターンであることが確認された。
When spot light is incident on the diffraction grating of the comparative example, as shown in FIG. 9, diffracted light having a cross-shaped pattern is emitted from the diffraction grating of the comparative example.
When the distance from the irradiation position of the spot light to the irradiation surface of the diffraction grating is 1500 mm and a laser beam of 550 nm is incident on the diffraction grating of the comparative example with a pitch of 100 μm, the pitch of the diffraction light is about 8 as shown in FIG. 2 mm.
Further, when the spot light is incident on the diffraction grating of the embodiment, as shown in FIG. 8, diffracted light having a cross-shaped pattern is emitted from the diffraction grating of the embodiment.
The distance from the irradiation position of the spot light to the irradiation surface of the diffraction grating is 1500 mm, and a laser beam of 550 nm is incident on the diffraction grating of the example in which two layers of 120 μm and 120 μm stripe retardation layers are laminated. As shown in FIG. 10, the pitch of the diffracted light was about 3.5 mm.
Thereby, it was confirmed that the diffraction grating of the Example by this invention can radiate | emit incident light as several diffracted light similarly to the diffraction grating of a comparative example. The diffracted light pattern of the comparative example is a cross-shaped diffracted light pattern by two rows of diffracted light dots, whereas the diffracted light pattern of the embodiment is a cross-shaped diffracted light pattern by one row of diffracted light dots. confirmed.

ここで、比較例の回折格子は、上述したように、基材を枚葉状に切断した上で液晶材料の塗布や、露光工程等が行われることによって製造されるため、大量生産する場合に効率よく製造することができない。
しかし、本発明に係る実施例の回折格子は、上述したように、ロールにより順次搬送しながら位相差層に係る帯状領域を連続的に形成することができるので、比較例の回折格子に比して格段に効率よく製造することができる。
Here, as described above, the diffraction grating of the comparative example is manufactured by performing the application of the liquid crystal material, the exposure process, and the like after cutting the substrate into a single wafer, so that it is efficient in mass production. It cannot be manufactured well.
However, as described above, the diffraction grating of the embodiment according to the present invention can continuously form a band-like region related to the retardation layer while being sequentially conveyed by a roll, and therefore, compared with the diffraction grating of the comparative example. And can be manufactured much more efficiently.

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に組み合わせたり、変更したりすることができる。
図12は、各位相差層に係る帯状領域の互いになす角度を120度にした場合の回折光を示す写真である。図13は、位相差層を3層設けた場合の回折光を示す写真である。
[Other Embodiments]
The specific configuration suitable for the implementation of the present invention has been described in detail above. However, the present invention can be variously combined or modified with the configuration of the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. Can do.
FIG. 12 is a photograph showing the diffracted light when the angle formed between the band-like regions of the respective retardation layers is 120 degrees. FIG. 13 is a photograph showing diffracted light when three retardation layers are provided.

(1)配向層を形成する光配向材料は、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない材料を使用する例を示したが、これに限定されるものでなく、繰り返しの露光処理により配向方向がその都度変化する材料を使用してもよい。例えば、光異性化反応型の光配向材料を使うことができる。なお光異性化に関しては、「W.M. Gibbons, P.J.Shannon, S.T. Sun and B.J. Swetlin : Nature, 351, 49 (1991)」で報告されている。
この場合、露光工程において、直線偏光による紫外線の照射により、第1の帯状領域及び第2の帯状領域に対応する領域を露光処理した後、偏光方向が直交する直線偏光による紫外線の照射により、第1の帯状領域又は第2の帯状領域に対応する領域をマスクを用いて選択的に露光処理することによって、各帯状領域が形成される。
(1) Although the photo-alignment material for forming the alignment layer has been shown as an example of using a material whose alignment is not changed by ultraviolet irradiation after being once aligned, the present invention is not limited to this, and repeated exposure processing A material whose orientation direction changes each time may be used. For example, a photoisomerization type photo-alignment material can be used. The photoisomerization is reported in “WM Gibbons, PJ Shannon, ST Sun and BJ Swetlin: Nature, 351, 49 (1991)”.
In this case, in the exposure step, the first band-shaped region and the region corresponding to the second band-shaped region are exposed by irradiation with ultraviolet rays using linearly polarized light, and then irradiated with ultraviolet rays using linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. Each band-like region is formed by selectively exposing a region corresponding to one band-like region or the second belt-like region using a mask.

(2)各実施形態において、位相差層4に係る各帯状領域が、位相差層14に係る各帯状領域に対して直角に配置される例を示したが、これに限定されるものでなく、90度以外の角度で交差するようにしてもよい。こうすることで、回折格子から出射する回折光のパターンを別な形態にすることができる。例えば、位相差層4に係る帯状領域が、位相差層14に係る帯状領域に対して120度で交差するようにした場合、図12に示すようなパターンの回折光を得ることができる。 (2) In each embodiment, the example in which the respective band-like regions related to the phase difference layer 4 are arranged at right angles to the respective band-like regions related to the phase difference layer 14 is shown, but the present invention is not limited to this. , They may intersect at an angle other than 90 degrees. By doing so, the pattern of the diffracted light emitted from the diffraction grating can be made into another form. For example, when the band-like region related to the retardation layer 4 intersects the band-like region related to the retardation layer 14 at 120 degrees, diffracted light having a pattern as shown in FIG. 12 can be obtained.

(3)各実施形態において、回折格子は、位相差層を2層積層する例で説明したが、これに限定されるものでなく、3層以上積層するようにしてもよい。こうすることで、回折格子から出射する回折光を、所望の形態で出射させることができる。例えば、位相差層を3層設け、各位相差層に係る帯状領域の互いになす角度を120度にした場合、図13に示すようなパターンの回折光を得ることができる。このように、市松模様状に回折格子を作製した場合(比較例)と比較して、本実施例では回折光が出る方向を、十字方向を含む任意の方向に容易に調整することが出来る。 (3) In each embodiment, the diffraction grating has been described as an example in which two retardation layers are stacked. However, the present invention is not limited to this, and three or more layers may be stacked. By doing so, the diffracted light emitted from the diffraction grating can be emitted in a desired form. For example, when three retardation layers are provided and the angle between the strip-like regions of each retardation layer is 120 degrees, diffracted light having a pattern as shown in FIG. 13 can be obtained. In this way, in this embodiment, the direction in which the diffracted light is emitted can be easily adjusted to an arbitrary direction including the cross direction as compared with the case where the diffraction grating is manufactured in a checkered pattern (comparative example).

(4)上述の各実施形態では、光配向により配向層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ラビング処理痕の賦型処理により配向層を作製する場合にも広く適用することができる。
また、配向層は、紫外線硬化樹脂等の賦型可能な樹脂を使用した微細凹凸形状の賦型処理により作製してもよい。具体的には、第1の帯状領域A、第2の帯状領域Bにそれぞれ対応する微小な凹凸形状を表面に有した賦型用金型によって、各配向層の表面に微細凹凸形状を形成し、この凹凸形状による配向規制力によって位相差層4をパターニングするようにしてもよい。
更に、光配向機能を有する光配向性液晶ポリマーにより光配向の手法を適用して位相差層4、14を構成するようにして、配向層3、13を省略するようにしてもよい。
(4) In each of the above-described embodiments, the case where the alignment layer is produced by photo-alignment has been described. However, the present invention is not limited to this, and is widely applied to the case where the alignment layer is produced by forming a rubbing treatment mark. can do.
Further, the alignment layer may be produced by a fine concavo-convex shape molding process using a moldable resin such as an ultraviolet curable resin. Specifically, a fine uneven shape is formed on the surface of each alignment layer by a molding die having a fine uneven shape on the surface corresponding to each of the first belt region A and the second belt region B. The retardation layer 4 may be patterned by the alignment regulating force due to the uneven shape.
Furthermore, the alignment layers 3 and 13 may be omitted by configuring the retardation layers 4 and 14 by applying a photo-alignment technique using a photo-alignable liquid crystal polymer having a photo-alignment function.

(5)各実施形態において、回折格子は、ローパスフィルタとして適用される例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、CDやDVDなどの光ピックアップに適用してもよい。 (5) In each embodiment, the diffraction grating is applied as a low-pass filter. However, the present invention is not limited to this. For example, the diffraction grating may be applied to an optical pickup such as a CD or a DVD.

(6)各実施形態において、回折格子は、カメラ等の撮像装置に使用される例を示したが、これに限定されるものでない。回折格子は、例えば、LCDやOLED等の表示部を有する表示装置に使用してもよい。具体的には、回折格子を、表示部の表示面の前側(観察者側)に配置する。これにより、表示部の画素電極等の影が表示されてしまうのを低減することができ、画質の劣化を抑制することができる。 (6) In each embodiment, although the diffraction grating showed the example used for imaging devices, such as a camera, it is not limited to this. The diffraction grating may be used for a display device having a display unit such as an LCD or an OLED. Specifically, the diffraction grating is disposed on the front side (observer side) of the display surface of the display unit. Thereby, it is possible to reduce the display of shadows such as pixel electrodes of the display unit, and it is possible to suppress deterioration in image quality.

(7)第1実施形態において、回折格子1は、位相差フィルム7の位相差層4上に、接着層5を介して、位相差フィルム17の基材12を貼り合せる例で説明したが、これに限定されるものでない。例えば、位相差フィルム7の位相差層4上に、接着層5を介して、位相差フィルム17の位相差層14を貼り合せ、回折格子の構成を、基材2、配向層3、位相差層4、位相差層14、配向層13、基材12が順次積層されるようにしてもよい。
また、この場合、基材12が上述の第2実施形態に記載の転写法によってセパレータフィルムとして配向層13から剥離できるようにしてもよい。そうすることによって、回折格子の層厚みをより薄くすることができる。
(7) In the first embodiment, the diffraction grating 1 has been described as an example in which the base material 12 of the retardation film 17 is bonded to the retardation layer 4 of the retardation film 7 via the adhesive layer 5. It is not limited to this. For example, the phase difference layer 14 of the phase difference film 17 is bonded to the phase difference layer 4 of the phase difference film 7 via the adhesive layer 5, and the structure of the diffraction grating is changed to the base material 2, the alignment layer 3, the phase difference. The layer 4, the retardation layer 14, the alignment layer 13, and the base material 12 may be sequentially laminated.
In this case, the substrate 12 may be peeled from the alignment layer 13 as a separator film by the transfer method described in the second embodiment. By doing so, the layer thickness of the diffraction grating can be made thinner.

(8)第3実施形態において、回折格子201は、基材2の表面及び裏面に配向層及び位相差層が形成される例を示したが、これに限定されるものでなく、例えば、基材2の一方の面に配向層3、位相差層4、配向層13、位相差層14を順次形成するようにしてもよい。 (8) In 3rd Embodiment, although the diffraction grating 201 showed the example in which the orientation layer and retardation layer were formed in the surface and back surface of the base material 2, it is not limited to this, For example, base The orientation layer 3, the retardation layer 4, the orientation layer 13, and the retardation layer 14 may be sequentially formed on one surface of the material 2.

1、101、201 回折格子
2 基材
3 配向層
4 位相差層
5 接着層
7 位相差フィルム
12 基材、セパレータフィルム
13 配向層
14 位相差層
17 位相差フィルム
16 マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101, 201 Diffraction grating 2 Base material 3 Orientation layer 4 Retardation layer 5 Adhesion layer 7 Retardation film 12 Base material, separator film 13 Orientation layer 14 Retardation layer 17 Retardation film 16 Mask

Claims (5)

入射光に垂直な面内において光軸のなす角度が直角となる第1の帯状領域及び第2の帯状領域が、前記入射光に垂直な面内交互に繰り返して形成された位相差層が複数積層され回折格子であって、
複数積層された各前記位相差層の前記第1の帯状領域及び前記第2の帯状領域が互いに非平行に配置されていること、
を特徴とする回折格子。
The first strip-like region and a second strip-like region where the angle of the optical axis within a plane perpendicular to the incident light becomes a right angle, the retardation layer formed alternately and repeatedly in a plane perpendicular to the incident light a plurality of stacked diffraction grating,
The first belt-like region and the second belt-like region of each of the plurality of stacked retardation layers are arranged non-parallel to each other ;
A diffraction grating characterized by
前記位相差層は、2層設けられていること、
を特徴とする請求項1に記載の回折格子。
The retardation layer is provided in two layers,
The diffraction grating according to claim 1 .
撮像素子の撮像面の前側に、請求項1又は請求項2に記載の回折格子を配置した撮像装置。 The imaging device which has arrange | positioned the diffraction grating of Claim 1 or Claim 2 in the front side of the imaging surface of an image pick-up element. 画像を表示する表示部の表示面の前側に、請求項1又は請求項2に記載の回折格子を配置した表示装置。 A display device in which the diffraction grating according to claim 1 or 2 is arranged in front of a display surface of a display unit that displays an image. 請求項1に記載の回折格子の製造方法であって、It is a manufacturing method of the diffraction grating according to claim 1,
ロールに巻き取られた長尺状の基材上に配向材料を塗布し、前記第1の帯状領域及び前記第2の帯状領域に対応する領域に光軸のなす角度が互いに直角となるように紫外線を照射して配向層を形成し、形成された前記配向層上に液晶材料を塗工して液晶層を形成して、複数の前記位相差層が多面付けされた位相差層多面付け体を形成する位相差層形成工程と、An alignment material is applied onto a long base material wound around a roll so that the angles formed by the optical axes of the first belt-like region and the region corresponding to the second belt-like region are perpendicular to each other. An alignment layer is formed by irradiating ultraviolet rays, a liquid crystal material is formed on the formed alignment layer to form a liquid crystal layer, and a plurality of retardation layers are multifaceted. A phase difference layer forming step of forming
前記位相差層形成工程によって形成された前記位相差層多面付け体を個片化する切断工程と、A cutting step for separating the retardation layer multi-faced body formed by the retardation layer forming step;
前記切断工程により個片化された前記位相差層を複数枚、各前記位相差層の前記第1の帯状領域及び前記第2の帯状領域が互いに非平行に配置されるようにして貼合する貼合工程と、A plurality of the retardation layers separated by the cutting step are bonded together so that the first belt-like region and the second belt-like region of each of the retardation layers are arranged non-parallel to each other. A bonding step;
を備える回折格子の製造方法。A method for manufacturing a diffraction grating.
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