JPH10260387A - フィルタおよび光学装置の製造方法 - Google Patents
フィルタおよび光学装置の製造方法Info
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- JPH10260387A JPH10260387A JP1553798A JP1553798A JPH10260387A JP H10260387 A JPH10260387 A JP H10260387A JP 1553798 A JP1553798 A JP 1553798A JP 1553798 A JP1553798 A JP 1553798A JP H10260387 A JPH10260387 A JP H10260387A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単一フィルムからなるフィルタおよび単一フ
ィルム光学装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 単一フィルム光学装置の製造方法は、
（ａ）重合可能または架橋可能なコレステリック液晶材
料の層を形成する工程と、（ｂ）該層の第１の物理的条
件を確立する工程と、（ｃ）該層の少なくとも第１の領
域を、該層の第１の表面から該層の厚さより小さな第１
の深さまで該層を透過する放射によって照射することに
より、第１の重合または架橋を開始する工程と、ｄ）該
第１の物理的条件と異なる、該層の第２の物理的条件を
確立する工程と、（ｅ）少なくとも該第１の領域を、該
層の厚さの全体を透過する放射によって照射することに
より、第２の重合または架橋を開始する工程と、を包含
する。
ィルム光学装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 単一フィルム光学装置の製造方法は、
（ａ）重合可能または架橋可能なコレステリック液晶材
料の層を形成する工程と、（ｂ）該層の第１の物理的条
件を確立する工程と、（ｃ）該層の少なくとも第１の領
域を、該層の第１の表面から該層の厚さより小さな第１
の深さまで該層を透過する放射によって照射することに
より、第１の重合または架橋を開始する工程と、ｄ）該
第１の物理的条件と異なる、該層の第２の物理的条件を
確立する工程と、（ｅ）少なくとも該第１の領域を、該
層の厚さの全体を透過する放射によって照射することに
より、第２の重合または架橋を開始する工程と、を包含
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置の製造方
法に関する。本発明はまた、例えば分光フィルタとして
使用され得るフィルタに関する。このような光学装置お
よびフィルタは、液晶、ディスプレイ、干渉フィルタ、
カラーフィルタ、ホログラフィ、光学および電子計測お
よび検知システムで使用され得、高光束の用途に適して
いる。
法に関する。本発明はまた、例えば分光フィルタとして
使用され得るフィルタに関する。このような光学装置お
よびフィルタは、液晶、ディスプレイ、干渉フィルタ、
カラーフィルタ、ホログラフィ、光学および電子計測お
よび検知システムで使用され得、高光束の用途に適して
いる。
【０００２】
【従来の技術】R. Maurerら、“Polarising Colour Fil
ters made from Cholesteric LC Silicones”, SID dig
est, 110〜112 ページ(1990)は、カラーフィルタのため
のコレステリック液晶ポリマーの使用を開示している。
このようなフィルタは、限定された帯域幅のある円偏光
を反射し、反対の円偏光を透過する。コレステリックカ
ラーフィルタを積層すると、可視スペクトルの狭帯域の
波長のみを透過する素子を得ることが可能になる。この
技術は、ディスプレイでの使用に適した、赤色、緑色お
よび青色用の透過型原色カラーフィルタを作製するため
に使用され得る。コレステリックフィルムは、例えば米
国特許第4 637 896号で開示されるように、フィルムの
領域を、異なる温度で紫外（ＵＶ）照射に露光すること
によって、リソグラフィでパターニングされ得る。
ters made from Cholesteric LC Silicones”, SID dig
est, 110〜112 ページ(1990)は、カラーフィルタのため
のコレステリック液晶ポリマーの使用を開示している。
このようなフィルタは、限定された帯域幅のある円偏光
を反射し、反対の円偏光を透過する。コレステリックカ
ラーフィルタを積層すると、可視スペクトルの狭帯域の
波長のみを透過する素子を得ることが可能になる。この
技術は、ディスプレイでの使用に適した、赤色、緑色お
よび青色用の透過型原色カラーフィルタを作製するため
に使用され得る。コレステリックフィルムは、例えば米
国特許第4 637 896号で開示されるように、フィルムの
領域を、異なる温度で紫外（ＵＶ）照射に露光すること
によって、リソグラフィでパターニングされ得る。
【０００３】EP 606 940 は、コレステリックフィルム
の反射帯域幅を、約５０ナノメートルから約３００ナノ
メートルに広げることによって、円偏光子を作製する技
術を開示している。特に、拡散およびＵＶ強度プロファ
イルの組み合わせが、偏光子の帯域幅を広げるために使
用される。EP 720 041 は、パターニングされたコレス
テリック透過型カラーフィルタを用いた液晶装置（ＬＣ
Ｄ）用のバックライトを開示している。フィルタによっ
て反射された光は、再循環されて、ディスプレイに戻さ
れ、照明の効率を向上させる。このようなカラーフィル
タは、広範囲の入射角のために正しく機能し、例えばデ
ィスプレイの視野角を向上させることが望まれる。D.J.
Broer,“Molecular Architectures in Thin Plastic F
ilms byIn-Situ Photopolymerisation of Reactive Liq
uid Crystals”, SID 95 digest, 165〜168 ページ(199
5)、G.M. Davis,“Liquid Crystal Polymer Thin Film
Anisotropic Optical Components”, Sharp Technical
Journal, 22〜25 ページ,vol. 63 (Dec. 1995)および米
国特許第4 983 479号は、例えば液晶分子の光開始され
た重合または架橋を用いた、ポリマーフィルムの分子の
オーダーの三次元制御を提供する技術を開示している。
の反射帯域幅を、約５０ナノメートルから約３００ナノ
メートルに広げることによって、円偏光子を作製する技
術を開示している。特に、拡散およびＵＶ強度プロファ
イルの組み合わせが、偏光子の帯域幅を広げるために使
用される。EP 720 041 は、パターニングされたコレス
テリック透過型カラーフィルタを用いた液晶装置（ＬＣ
Ｄ）用のバックライトを開示している。フィルタによっ
て反射された光は、再循環されて、ディスプレイに戻さ
れ、照明の効率を向上させる。このようなカラーフィル
タは、広範囲の入射角のために正しく機能し、例えばデ
ィスプレイの視野角を向上させることが望まれる。D.J.
Broer,“Molecular Architectures in Thin Plastic F
ilms byIn-Situ Photopolymerisation of Reactive Liq
uid Crystals”, SID 95 digest, 165〜168 ページ(199
5)、G.M. Davis,“Liquid Crystal Polymer Thin Film
Anisotropic Optical Components”, Sharp Technical
Journal, 22〜25 ページ,vol. 63 (Dec. 1995)および米
国特許第4 983 479号は、例えば液晶分子の光開始され
た重合または架橋を用いた、ポリマーフィルムの分子の
オーダーの三次元制御を提供する技術を開示している。
【０００４】１ピッチのコレステリックフィルムによっ
て反射される波長が、以下の式に従って、入射角ととも
に変化することは周知である。
て反射される波長が、以下の式に従って、入射角ととも
に変化することは周知である。
【０００５】λ(α)=λ0cos[sin-1(2sinα/n)] ここでλ0は直角入射の中心波長、λ(α)は角αで入射
する光の中心波長、n/2は平均屈折率(n0+ne)/2 であ
り、n0およびneはそれぞれ、コレステリック材料の常光
屈折率および異常光屈折率である。反射された光および
透過された光の偏光状態は、例えばV.A. Belyakovら、
“Optics of Cholesteric Liquid Crystals”,Sov. Phy
s. Usp. 22(2), 63〜88ページ(Feb. 1979)およびG. Jol
yら、“OpticalProperties of the Interface between
a Twisted Liquid Crystal and an Isotropic Transpar
ent Medium”, J. Optics, vol. 25, 177〜186ページ(1
994)で開示されるように、照明光の波長および入射角に
複雑に依存することもまた公知である。このような変化
および依存性は、入射角に実質的に依存しない動作が所
望される多くの用途（例えばカラーフィルタ）にとって
望ましくない。コレステリックピッチが変わって、反射
帯域幅を広げる、グレーデッドピッチコレステリック装
置では、角度依存性はより複雑である。L.E. Hajdoら、
J. Opt. Soc. Am.vol. 69, No. 7 (July 1979) “Theor
y of Light Reflection by CholestericLiquid Crystal
s Possessing a Pitch Gradient”は、コレステリック
層に直角に入射する光のみを扱っている。
する光の中心波長、n/2は平均屈折率(n0+ne)/2 であ
り、n0およびneはそれぞれ、コレステリック材料の常光
屈折率および異常光屈折率である。反射された光および
透過された光の偏光状態は、例えばV.A. Belyakovら、
“Optics of Cholesteric Liquid Crystals”,Sov. Phy
s. Usp. 22(2), 63〜88ページ(Feb. 1979)およびG. Jol
yら、“OpticalProperties of the Interface between
a Twisted Liquid Crystal and an Isotropic Transpar
ent Medium”, J. Optics, vol. 25, 177〜186ページ(1
994)で開示されるように、照明光の波長および入射角に
複雑に依存することもまた公知である。このような変化
および依存性は、入射角に実質的に依存しない動作が所
望される多くの用途（例えばカラーフィルタ）にとって
望ましくない。コレステリックピッチが変わって、反射
帯域幅を広げる、グレーデッドピッチコレステリック装
置では、角度依存性はより複雑である。L.E. Hajdoら、
J. Opt. Soc. Am.vol. 69, No. 7 (July 1979) “Theor
y of Light Reflection by CholestericLiquid Crystal
s Possessing a Pitch Gradient”は、コレステリック
層に直角に入射する光のみを扱っている。
【０００６】GB-A-2 166 755 は、液晶をマスクし、紫
外光照射によってマスクされない領域を硬化処理するこ
とによって、コレステリック液晶モノマーを選択的に重
合する方法を開示している。液晶全体が照射される。し
かし、照射された領域の表面に近い液晶は、酸素が重合
を阻止するため、完全には重合されないから、三次元効
果が生じる。従って、照射が空気中で行われる場合、表
面に近い液晶の領域は、液晶の内部領域のポリマーと異
なる特性を有する。本文献は、液晶が照射される深さが
制御され得るような方法での液晶の照射を開示していな
い。
外光照射によってマスクされない領域を硬化処理するこ
とによって、コレステリック液晶モノマーを選択的に重
合する方法を開示している。液晶全体が照射される。し
かし、照射された領域の表面に近い液晶は、酸素が重合
を阻止するため、完全には重合されないから、三次元効
果が生じる。従って、照射が空気中で行われる場合、表
面に近い液晶の領域は、液晶の内部領域のポリマーと異
なる特性を有する。本文献は、液晶が照射される深さが
制御され得るような方法での液晶の照射を開示していな
い。
【０００７】GB-A-2 132 623 は、二次元変化の特性を
有する構造の製造を開示している。この特性は構造の表
面領域上で変化する。液晶層は、第１の条件のセットの
下で第１のマスクを介して照射される。その後マスクが
除去され、次いで重合されない領域が異なる条件の下で
照射される。これによって、特性が構造の領域上では異
なるが、構造の深さにおいては一定である構造が得られ
る。
有する構造の製造を開示している。この特性は構造の表
面領域上で変化する。液晶層は、第１の条件のセットの
下で第１のマスクを介して照射される。その後マスクが
除去され、次いで重合されない領域が異なる条件の下で
照射される。これによって、特性が構造の領域上では異
なるが、構造の深さにおいては一定である構造が得られ
る。
【０００８】EP-A-0 154 953 は、２つの別々のポリマ
ーフィルムを有する光学フィルタを提供する。第１のフ
ィルムは１組の条件の下で重合され、第２のフィルムは
異なる条件の下で重合される。
ーフィルムを有する光学フィルタを提供する。第１のフ
ィルムは１組の条件の下で重合され、第２のフィルムは
異なる条件の下で重合される。
【０００９】EP-A-0 397 263 は、液晶モノマーを照射
することによって偏光子を製造する方法を開示してい
る。
することによって偏光子を製造する方法を開示してい
る。
【００１０】多層コレステリックフィルタは、EP-A-0 7
20 041、米国特許第5 548 422号、米国特許第4 726 66
3、特開昭61-032 801号公報および“IBM Technical Dis
closure Bulletin”Vol 15, No 8, 2538〜2539ページに
開示されている。これらの文献は、第一に直角入射の場
合に関する。
20 041、米国特許第5 548 422号、米国特許第4 726 66
3、特開昭61-032 801号公報および“IBM Technical Dis
closure Bulletin”Vol 15, No 8, 2538〜2539ページに
開示されている。これらの文献は、第一に直角入射の場
合に関する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリマフィ
ルムの三次元構造を制御し、単一のフィルムで光学装置
を製造する方法を提供することを目的とする。
ルムの三次元構造を制御し、単一のフィルムで光学装置
を製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の単一フィルム光
学装置の製造方法は、（ａ）重合可能または架橋可能な
コレステリック液晶材料の層を形成する工程と、（ｂ）
該層の第１の物理的条件を確立する工程と、（ｃ）該層
の少なくとも第１の領域を、該層の第１の表面から該層
の厚さより小さな第１の深さまで該層を透過する放射に
よって照射することにより、第１の重合または架橋を開
始する工程と、（ｄ）該第１の物理的条件と異なる、該
層の第２の物理的条件を確立する工程と、（ｅ）少なく
とも該第１の領域を、該層の厚さの全体を透過する放射
によって照射することにより、第２の重合または架橋を
開始する工程とを包含し、これにより上記目的が達成さ
れる。
学装置の製造方法は、（ａ）重合可能または架橋可能な
コレステリック液晶材料の層を形成する工程と、（ｂ）
該層の第１の物理的条件を確立する工程と、（ｃ）該層
の少なくとも第１の領域を、該層の第１の表面から該層
の厚さより小さな第１の深さまで該層を透過する放射に
よって照射することにより、第１の重合または架橋を開
始する工程と、（ｄ）該第１の物理的条件と異なる、該
層の第２の物理的条件を確立する工程と、（ｅ）少なく
とも該第１の領域を、該層の厚さの全体を透過する放射
によって照射することにより、第２の重合または架橋を
開始する工程とを包含し、これにより上記目的が達成さ
れる。
【００１３】上記製造方法は、（ｆ）前記工程（ａ）と
（ｂ）との間で、前記層を配向処理する工程をさらに包
含してもよい。
（ｂ）との間で、前記層を配向処理する工程をさらに包
含してもよい。
【００１４】上記製造方法は、前記工程（ｆ）が、前記
層を、第１の所定の時間、第１の所定の温度で維持する
工程を包含してもよい。
層を、第１の所定の時間、第１の所定の温度で維持する
工程を包含してもよい。
【００１５】上記製造方法は、前記工程（ａ）が、前記
層を基板上に形成する工程を包含してもよい。
層を基板上に形成する工程を包含してもよい。
【００１６】上記製造方法は、前記工程（ａ）が、前記
層を基板上に形成する工程を包含し、該基板が、該層を
配向処理する配向表面を有してもよい。
層を基板上に形成する工程を包含し、該基板が、該層を
配向処理する配向表面を有してもよい。
【００１７】上記製造方法は、前記放射が電磁放射であ
ってもよい。
ってもよい。
【００１８】上記製造方法は、前記電磁放射が紫外線で
あってもよい。
あってもよい。
【００１９】上記製造方法は、前記工程（ｃ）の放射
が、前記工程（ｅ）の放射よりも短い波長を有してもよ
い。
が、前記工程（ｅ）の放射よりも短い波長を有してもよ
い。
【００２０】上記製造方法は、（ｇ）前記第１および第
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含してもよい。
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含してもよい。
【００２１】上記製造方法は、（ｇ）前記第１および第
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含し、該工程（ｈ）の放射が、前記工程（ｅ）の放射よ
りも長い波長を有してもよい。
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含し、該工程（ｈ）の放射が、前記工程（ｅ）の放射よ
りも長い波長を有してもよい。
【００２２】上記製造方法は、（ｇ）前記第１および第
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含し、該工程（ｈ）の放射が、前記工程（ｃ）の放射よ
りも大きな中心波長を有してもよい。
２の物理的条件と異なる、前記層の更なる物理的条件を
確立する工程と、（ｈ）該第一の表面から、前記第１の
深さより大きく、かつ該層の厚さより小さな更なる深さ
まで、該層を透過する放射によって照射することによ
り、更なる重合または架橋を開始する工程とをさらに包
含し、該工程（ｈ）の放射が、前記工程（ｃ）の放射よ
りも大きな中心波長を有してもよい。
【００２３】上記製造方法は、前記工程（ｈ）の放射
が、前記工程（ｃ）の放射よりも大きな中心波長を有し
てもよい。
が、前記工程（ｃ）の放射よりも大きな中心波長を有し
てもよい。
【００２４】上記製造方法は、前記工程（ｈ）の照射
が、前記第１の領域の照射であってよい。
が、前記第１の領域の照射であってよい。
【００２５】上記製造方法は、前記工程（ｈ）の照射
が、前記第１の領域と異なる第２の領域の照射であって
もよい。
が、前記第１の領域と異なる第２の領域の照射であって
もよい。
【００２６】上記製造方法は、前記工程の（ｂ）および
（ｄ）の少なくとも一方が、前記層に、電界または磁界
を印加する工程を包含してもよい。
（ｄ）の少なくとも一方が、前記層に、電界または磁界
を印加する工程を包含してもよい。
【００２７】上記製造方法は、前記工程の（ｂ）および
（ｄ）の少なくとも一方が、前記層を、それぞれの所定
の時間、それぞれの所定の温度で維持する工程を包含し
てもよい。
（ｄ）の少なくとも一方が、前記層を、それぞれの所定
の時間、それぞれの所定の温度で維持する工程を包含し
てもよい。
【００２８】上記製造方法は、前記工程（ｄ）が、第２
の所定の時間、前記層で拡散が起こることを可能にする
工程を包含してもよい。
の所定の時間、前記層で拡散が起こることを可能にする
工程を包含してもよい。
【００２９】上記製造方法は、前記第１の領域が、複数
の第１の絵素領域を包含してもよい。
の第１の絵素領域を包含してもよい。
【００３０】上記製造方法は、前記第１の領域が、複数
の第１の絵素領域を包含し、前記第２の領域が、複数の
第２の絵素領域を包含してもよい。
の第１の絵素領域を包含し、前記第２の領域が、複数の
第２の絵素領域を包含してもよい。
【００３１】上記製造方法は、前記光学装置が分光フィ
ルタを包含してもよい。
ルタを包含してもよい。
【００３２】上記製造方法は、前記層に、前記第１の表
面で、または第２の表面で、波長板を形成する工程をさ
らに包含してもよい。
面で、または第２の表面で、波長板を形成する工程をさ
らに包含してもよい。
【００３３】上記製造方法は、前記波長板が四分の一波
長板であってもよい。
長板であってもよい。
【００３４】上記製造方法は、前記波長板が、前記第１
または第２の表面の全体にわたって延びてもよい。
または第２の表面の全体にわたって延びてもよい。
【００３５】本発明のフィルタは、入力表面に入射する
第１の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複
数の層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１
の層が、直角に入射する、該第１の波長帯より低い第２
の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第１のコ
レステリックレフレクターを包含し、該複数の層の第２
の層が、該第１のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、該第２の波長帯より下の第３の波長帯の
該第１の円偏光の放射を反射する、第２のコレステリッ
クレフレクターを包含し、該複数の層の第３の層が、該
第１および第２のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、少なくとも部分的に該第１および第２の
波長帯の間にある第４の波長帯の、該第１の円偏光と実
質的に直交する第２の円偏光の放射を反射する、第３の
コレステリックレフレクターを包含し、該入力表面と該
第３のレフレクターとの間の層が、該第２の波長帯の非
直角入射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏光
から該第２の円偏光に変換されるような、該第２の波長
帯の非直角入射放射に対する全複屈折率を有し、これに
より上記目的が達成される。
第１の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複
数の層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１
の層が、直角に入射する、該第１の波長帯より低い第２
の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第１のコ
レステリックレフレクターを包含し、該複数の層の第２
の層が、該第１のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、該第２の波長帯より下の第３の波長帯の
該第１の円偏光の放射を反射する、第２のコレステリッ
クレフレクターを包含し、該複数の層の第３の層が、該
第１および第２のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、少なくとも部分的に該第１および第２の
波長帯の間にある第４の波長帯の、該第１の円偏光と実
質的に直交する第２の円偏光の放射を反射する、第３の
コレステリックレフレクターを包含し、該入力表面と該
第３のレフレクターとの間の層が、該第２の波長帯の非
直角入射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏光
から該第２の円偏光に変換されるような、該第２の波長
帯の非直角入射放射に対する全複屈折率を有し、これに
より上記目的が達成される。
【００３６】前記第４の波長帯が、可視スペクトルの黄
色−橙色部分を包含してもよい。
色−橙色部分を包含してもよい。
【００３７】上記フィルタは、入力表面に入射する第２
の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複数の
層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１の層
が、直角に入射する、第５の波長帯の該第１の円偏光の
放射を反射する、第１のコレステリックレフレクターを
包含し、該複数の層の第２の層が、該第１のレフレクタ
ーによって透過された、直角に入射する、該第２の波長
帯より下の第３の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射
する、第２のコレステリックレフレクターを包含し、該
複数の層の第３の層が、該第１および第２のレフレクタ
ーによって透過された、直角に入射する、該第５および
第２の波長帯の間にある第１の波長帯の、該第１の円偏
光の放射を反射する、第３のコレステリックレフレクタ
ーを包含し、該複数の層の第４の層が、該第１、第２お
よび第３のレフレクターによって透過された、直角に入
射する、該第２の波長帯の、該第１の円偏光と実質的に
直交する第２の円偏光の放射を反射する、第４のコレス
テリックレフレクターを包含し、該入力表面と該第３の
レフレクターとの間の層が、該第２の波長帯の非直角入
射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏光から該
第２の円偏光に変換されるような、該第２の波長帯の非
直角入射放射に対する全複屈折率を有し、該入力表面と
該第４のレフレクターとの間の層が、該第３の波長帯の
非直角入射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏
光から該第２の円偏光に変換されるような、該第３の波
長帯の非直角入射放射に対する全複屈折率を有し、これ
により上記目的が達成される。
の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複数の
層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１の層
が、直角に入射する、第５の波長帯の該第１の円偏光の
放射を反射する、第１のコレステリックレフレクターを
包含し、該複数の層の第２の層が、該第１のレフレクタ
ーによって透過された、直角に入射する、該第２の波長
帯より下の第３の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射
する、第２のコレステリックレフレクターを包含し、該
複数の層の第３の層が、該第１および第２のレフレクタ
ーによって透過された、直角に入射する、該第５および
第２の波長帯の間にある第１の波長帯の、該第１の円偏
光の放射を反射する、第３のコレステリックレフレクタ
ーを包含し、該複数の層の第４の層が、該第１、第２お
よび第３のレフレクターによって透過された、直角に入
射する、該第２の波長帯の、該第１の円偏光と実質的に
直交する第２の円偏光の放射を反射する、第４のコレス
テリックレフレクターを包含し、該入力表面と該第３の
レフレクターとの間の層が、該第２の波長帯の非直角入
射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏光から該
第２の円偏光に変換されるような、該第２の波長帯の非
直角入射放射に対する全複屈折率を有し、該入力表面と
該第４のレフレクターとの間の層が、該第３の波長帯の
非直角入射放射が、少なくとも部分的に、該第１の円偏
光から該第２の円偏光に変換されるような、該第３の波
長帯の非直角入射放射に対する全複屈折率を有し、これ
により上記目的が達成される。
【００３８】本発明のフィルタは、入力表面に入射する
第３の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複
数の層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１
の層が、直角に入射する、該第３の波長帯より上の第５
の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第１のコ
レステリックレフレクターを包含し、該複数の層の第２
の層が、該第１のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、該第５および第３の波長帯の間にある第
１の波長帯の、該第１の円偏光の放射を反射する、第２
のコレステリックレフレクターを包含し、該複数の層の
第３の層が、該第１および第２のレフレクターによって
透過された、直角に入射する、該第１および第３の波長
帯の間にある第２の波長帯の、該第１の円偏光の放射を
反射する、第３のコレステリックレフレクターを包含
し、該入力表面と該第３のレフレクターとの間の層が、
該第３の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的
に、該第１の円偏光と実質的に直交する第２の円偏光に
変換されるような、該第３の波長帯の非直角入射放射に
対する全複屈折率を有し、これにより上記目的が達成さ
れる。
第３の波長帯の第１の円偏光の光学放射を透過する、複
数の層を包含するフィルタであって、該複数の層の第１
の層が、直角に入射する、該第３の波長帯より上の第５
の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第１のコ
レステリックレフレクターを包含し、該複数の層の第２
の層が、該第１のレフレクターによって透過された、直
角に入射する、該第５および第３の波長帯の間にある第
１の波長帯の、該第１の円偏光の放射を反射する、第２
のコレステリックレフレクターを包含し、該複数の層の
第３の層が、該第１および第２のレフレクターによって
透過された、直角に入射する、該第１および第３の波長
帯の間にある第２の波長帯の、該第１の円偏光の放射を
反射する、第３のコレステリックレフレクターを包含
し、該入力表面と該第３のレフレクターとの間の層が、
該第３の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的
に、該第１の円偏光と実質的に直交する第２の円偏光に
変換されるような、該第３の波長帯の非直角入射放射に
対する全複屈折率を有し、これにより上記目的が達成さ
れる。
【００３９】前記第５の波長帯が、スペクトルの赤外部
分であってもよい。
分であってもよい。
【００４０】前記第１、第２および第３の波長帯が、可
視スペクトルのそれぞれ赤色、緑色および青色部分を包
含してもよい。
視スペクトルのそれぞれ赤色、緑色および青色部分を包
含してもよい。
【００４１】以下に本発明の作用を説明する。
【００４２】本発明による製造方法は、重合可能または
架橋可能なコレステリック液晶材料を用いて、ポリマー
フィルムを作製するので、コレステリック液晶材料に適
切な外場（例えば、電場）を印加することによって、所
望の三次元構造を取らせることができる。コレステリッ
ク液晶材料を所望の三次元構造に制御した状態で、重合
または架橋させることによって、その構造を固定するこ
とができる。この三次元構造が固定されたフィルムは、
単一で光学装置として機能する。
架橋可能なコレステリック液晶材料を用いて、ポリマー
フィルムを作製するので、コレステリック液晶材料に適
切な外場（例えば、電場）を印加することによって、所
望の三次元構造を取らせることができる。コレステリッ
ク液晶材料を所望の三次元構造に制御した状態で、重合
または架橋させることによって、その構造を固定するこ
とができる。この三次元構造が固定されたフィルムは、
単一で光学装置として機能する。
【００４３】
【発明の実施の形態】添付の図面を参照しながら、実施
例によって、本発明をさらに詳しく説明する。
例によって、本発明をさらに詳しく説明する。
【００４４】図面全体を通して、同様の部分には同様の
参照符号を付す。
参照符号を付す。
【００４５】図１ａ〜１ｃは、単一フィルム光学装置を
作製する方法を示す。この方法は、反射特性、透過特
性、および角度特性が、以下に述べるように制御される
光学装置を作製するために使用され得る。三次元垂直集
積構造が、ＵＶで固定可能なコレステリック材料のフィ
ルムに形成される。図１ａ〜１ｃに示すフィルムは、厚
さ約１０ミクロンである。
作製する方法を示す。この方法は、反射特性、透過特
性、および角度特性が、以下に述べるように制御される
光学装置を作製するために使用され得る。三次元垂直集
積構造が、ＵＶで固定可能なコレステリック材料のフィ
ルムに形成される。図１ａ〜１ｃに示すフィルムは、厚
さ約１０ミクロンである。
【００４６】この方法は、いくつかの工程で実施され、
図１ａ〜１ｃは３工程の方法を示す。図１ａに示す第１
の工程では、フィルム１の第１の所定の物理的条件が確
立される。物理的条件は、温度制御装置３０によって、
所定の時間、所定の温度を確立する、図に示すように３
１でフィルムに電界を印加する、または３２で磁界を印
加するなどの、任意の適切な手段によって確立され得
る。フィルム１の上表面２は、その後３２０ナノメート
ルの波長を有するＵＶ線によって照射され、これは表面
２から３ミクロンの深さの層で、実質的に完全に吸収さ
れる。照射された領域３の特性は、その後照射によって
実質的に固定される。
図１ａ〜１ｃは３工程の方法を示す。図１ａに示す第１
の工程では、フィルム１の第１の所定の物理的条件が確
立される。物理的条件は、温度制御装置３０によって、
所定の時間、所定の温度を確立する、図に示すように３
１でフィルムに電界を印加する、または３２で磁界を印
加するなどの、任意の適切な手段によって確立され得
る。フィルム１の上表面２は、その後３２０ナノメート
ルの波長を有するＵＶ線によって照射され、これは表面
２から３ミクロンの深さの層で、実質的に完全に吸収さ
れる。照射された領域３の特性は、その後照射によって
実質的に固定される。
【００４７】図１ｂに示す第２の工程では、例えば第１
の工程について述べた技術を任意に用いて、または更な
る所定の時間、既存の印加条件を単に継続して、新しい
物性が、非固定領域に確立される。フィルム１はその
後、３３０ナノメートルの波長を有するＵＶ線によって
照射され、これは実質的に５ミクロンに等しい吸収深度
を有する。特性が固定された領域は、その後３’で示さ
れるように拡張される。
の工程について述べた技術を任意に用いて、または更な
る所定の時間、既存の印加条件を単に継続して、新しい
物性が、非固定領域に確立される。フィルム１はその
後、３３０ナノメートルの波長を有するＵＶ線によって
照射され、これは実質的に５ミクロンに等しい吸収深度
を有する。特性が固定された領域は、その後３’で示さ
れるように拡張される。
【００４８】図１ｃに示す第３の工程では、フィルム１
の更なる物理的状態が確立され、フィルム１は、３４０
ナノメートルの波長のＵＶ線によって、表面２上で照射
される。このＵＶ線の波長は、実質的に９ミクロンの深
さで吸収され、固定された領域３”を形成する。領域
３”はコレステリック液晶ポリマーフィルム１の厚さに
相当する。
の更なる物理的状態が確立され、フィルム１は、３４０
ナノメートルの波長のＵＶ線によって、表面２上で照射
される。このＵＶ線の波長は、実質的に９ミクロンの深
さで吸収され、固定された領域３”を形成する。領域
３”はコレステリック液晶ポリマーフィルム１の厚さに
相当する。
【００４９】この方法の工程で使用するＵＶ線の波長お
よび波長帯を選択し、表面２からフィルム１内への吸収
の深さを制御する。原則として、フィルム１内に任意の
数の異なる光学特性の層が形成され得るように、任意の
数の工程が適用され得る。必要であれば、最終工程は、
フィルム１全体が、その深さの全体にわたって確実に固
定されるように、フィルム１を広帯域ＵＶ線で照射する
工程を含み得る。さらに、適切なマスキングによって、
特性が三次元で異なる光学装置を提供するように、フィ
ルム１の異なる領域が、異なる方法で処理され得る。従
って、異なる光学特性の絵素のグループを有する絵素分
割された装置を提供することができる。
よび波長帯を選択し、表面２からフィルム１内への吸収
の深さを制御する。原則として、フィルム１内に任意の
数の異なる光学特性の層が形成され得るように、任意の
数の工程が適用され得る。必要であれば、最終工程は、
フィルム１全体が、その深さの全体にわたって確実に固
定されるように、フィルム１を広帯域ＵＶ線で照射する
工程を含み得る。さらに、適切なマスキングによって、
特性が三次元で異なる光学装置を提供するように、フィ
ルム１の異なる領域が、異なる方法で処理され得る。従
って、異なる光学特性の絵素のグループを有する絵素分
割された装置を提供することができる。
【００５０】フィルム１の物理的状態は、前述のよう
に、ＵＶ照射間の温度を変えることによって変更され得
る。図２は、ＵＶで固定可能な、典型的なコレステリッ
ク液晶ポリマーの、反射の波長の温度に対する変化を示
す。工程間で温度を変え、フィルム１の物理的状態が新
しい温度で安定化することを可能にすることにより、フ
ィルム１に異なった色の反射領域が形成され得、例え
ば、赤色光、緑色光および青色光を透過するのに適した
構造を提供するために組み合わされ得る。
に、ＵＶ照射間の温度を変えることによって変更され得
る。図２は、ＵＶで固定可能な、典型的なコレステリッ
ク液晶ポリマーの、反射の波長の温度に対する変化を示
す。工程間で温度を変え、フィルム１の物理的状態が新
しい温度で安定化することを可能にすることにより、フ
ィルム１に異なった色の反射領域が形成され得、例え
ば、赤色光、緑色光および青色光を透過するのに適した
構造を提供するために組み合わされ得る。
【００５１】非固定または弱く固定されたコレステリッ
ク液晶ポリマーの拡散は、例えばＵＶ照射源から最も遠
くでは、フィルム１の固定された層または領域内に部分
的にまたは完全に拡散し得る。このような拡散はまた、
分光反射帯域の変化を引き起こし得、また、例えばEP 6
06 940 で開示されるように、反射帯域幅を拡大し得
る。従って、適用された物理的条件が工程間で同一のま
まであるとき、このような拡散は光学特性を変更し、光
学特性はその後ＵＶ照射によって固定される。
ク液晶ポリマーの拡散は、例えばＵＶ照射源から最も遠
くでは、フィルム１の固定された層または領域内に部分
的にまたは完全に拡散し得る。このような拡散はまた、
分光反射帯域の変化を引き起こし得、また、例えばEP 6
06 940 で開示されるように、反射帯域幅を拡大し得
る。従って、適用された物理的条件が工程間で同一のま
まであるとき、このような拡散は光学特性を変更し、光
学特性はその後ＵＶ照射によって固定される。
【００５２】フィルム１として使用するのに適したコレ
ステリック液晶ポリマーの例は、５７％ CC 4039 Lおよ
び４３％ CC 4070 Lの混合物を含み、これらはどちらも
Wackerから入手可能である。この混合物に、Ciba-Geigy
から入手可能なIrgacure 907などの光重合開始剤を３重
量％加える。例えばＬＣＤ内でのアセンブリー用の自由
表面フィルムが、例えばホットラミネーション方法また
はその他の任意の標準ポリマーコーティングプロセスを
用いて製造される。フィルム１は基板とラミネーション
シートとの間で形成され、基板およびラミネーションシ
ートはどちらも、フィルム付着前にラビング処理され
得、そして平行配向で組み立てられ得る。例えば、ポリ
アミドの配向層が、基板および／またはラミネーション
シートにコーティングされ得る。ラミネーションシート
は、製造の任意の適当な工程で除去し得る。
ステリック液晶ポリマーの例は、５７％ CC 4039 Lおよ
び４３％ CC 4070 Lの混合物を含み、これらはどちらも
Wackerから入手可能である。この混合物に、Ciba-Geigy
から入手可能なIrgacure 907などの光重合開始剤を３重
量％加える。例えばＬＣＤ内でのアセンブリー用の自由
表面フィルムが、例えばホットラミネーション方法また
はその他の任意の標準ポリマーコーティングプロセスを
用いて製造される。フィルム１は基板とラミネーション
シートとの間で形成され、基板およびラミネーションシ
ートはどちらも、フィルム付着前にラビング処理され
得、そして平行配向で組み立てられ得る。例えば、ポリ
アミドの配向層が、基板および／またはラミネーション
シートにコーティングされ得る。ラミネーションシート
は、製造の任意の適当な工程で除去し得る。
【００５３】コーティング手順の後、フィルム１は、約
３０分間、８０℃から１１０℃の間にまで加熱すること
によって配向処理される。フィルム１はその後、例えば
各照射工程で適当なマスクを施して、現在処理されてい
ない領域が意図せず露光されるのを避けながら、赤色、
緑色および青色の透過領域を任意の順序で形成するため
に処理される。
３０分間、８０℃から１１０℃の間にまで加熱すること
によって配向処理される。フィルム１はその後、例えば
各照射工程で適当なマスクを施して、現在処理されてい
ない領域が意図せず露光されるのを避けながら、赤色、
緑色および青色の透過領域を任意の順序で形成するため
に処理される。
【００５４】青色透過領域を形成するためには、フィル
ム１をゆっくりと室温まで冷却し、反射帯域が約６２５
ナノメートルにまでシフトするのに足りるだけの時間放
置する。その後上表面２が、例えば３３０ナノメートル
を中心として約１０ナノメートルの帯域幅を有する狭帯
域ＵＶで、約３０秒間照射される。このように露光する
ことにより、フィルム１の上部層は、ＵＶ吸収深度に相
当する深さまで固定される。この深さは約１ミクロンで
ある。照射源から最も遠い、下に位置するコレステリッ
ク液晶ポリマーは、実質的にＵＶを受けず、コレステリ
ック材料のヘリカルピッチを下げることによって、温度
上昇に反応することができる。フィルム１の上表面２と
下表面４との間の中間に位置するポリマーは、若干ＵＶ
線に露光され、温度変化に対する反応能力が劣る。この
結果、コレステリック液晶ポリマーフィルム１の温度
を、３０分間、８０℃にまで上昇させることにより、帯
域幅は短波長側に広げられる。
ム１をゆっくりと室温まで冷却し、反射帯域が約６２５
ナノメートルにまでシフトするのに足りるだけの時間放
置する。その後上表面２が、例えば３３０ナノメートル
を中心として約１０ナノメートルの帯域幅を有する狭帯
域ＵＶで、約３０秒間照射される。このように露光する
ことにより、フィルム１の上部層は、ＵＶ吸収深度に相
当する深さまで固定される。この深さは約１ミクロンで
ある。照射源から最も遠い、下に位置するコレステリッ
ク液晶ポリマーは、実質的にＵＶを受けず、コレステリ
ック材料のヘリカルピッチを下げることによって、温度
上昇に反応することができる。フィルム１の上表面２と
下表面４との間の中間に位置するポリマーは、若干ＵＶ
線に露光され、温度変化に対する反応能力が劣る。この
結果、コレステリック液晶ポリマーフィルム１の温度
を、３０分間、８０℃にまで上昇させることにより、帯
域幅は短波長側に広げられる。
【００５５】熱変色効果によって引き起こされる帯域幅
の拡張に加えて、非固定ポリマーの固定上部層への拡散
により、帯域幅は長波長側に拡張する。この結果、フィ
ルム１は赤色光および緑色光を反射するようになり、青
色光のみが透過される。この特性はその後、広帯域ＵＶ
線に露光することにより、青色透過領域で永久的に固定
される。
の拡張に加えて、非固定ポリマーの固定上部層への拡散
により、帯域幅は長波長側に拡張する。この結果、フィ
ルム１は赤色光および緑色光を反射するようになり、青
色光のみが透過される。この特性はその後、広帯域ＵＶ
線に露光することにより、青色透過領域で永久的に固定
される。
【００５６】スペクトルの赤色部分を透過する領域を形
成するためには、フィルム１をゆっくりと８０℃まで加
熱し、その後３３０ナノメートルの波長で、３０秒間、
ＵＶ線に露光する。これにより、表面２に隣接する上部
層が固定され、約４５０ナノメートルの波長の光を反射
するようになる。その後フィルム１を８０℃で３０分間
さらに加熱し、前述の拡散効果によって、帯域幅を長波
長側に拡大させる。フィルタの特性はその後、広帯域Ｕ
Ｖ線に露光することにより、永久的に固定され、緑色光
および青色光の両方を反射する領域が形成される。
成するためには、フィルム１をゆっくりと８０℃まで加
熱し、その後３３０ナノメートルの波長で、３０秒間、
ＵＶ線に露光する。これにより、表面２に隣接する上部
層が固定され、約４５０ナノメートルの波長の光を反射
するようになる。その後フィルム１を８０℃で３０分間
さらに加熱し、前述の拡散効果によって、帯域幅を長波
長側に拡大させる。フィルタの特性はその後、広帯域Ｕ
Ｖ線に露光することにより、永久的に固定され、緑色光
および青色光の両方を反射する領域が形成される。
【００５７】緑色領域を形成するためには、フィルム１
をゆっくりと約１０５℃まで加熱し、その後３２０ナノ
メートルの波長のＵＶ線に約２５秒間露光する。これに
より、上部層が固定され、４００ナノメートル付近の波
長の光を反射するようになる。その後フィルム１をさら
に３０分間、１０５℃の温度で維持し、拡散により、上
部層の反射帯域を長波長側に移動させる。下に位置する
非固定ポリマーは引き続き青色光を反射する。この結
果、緑色光のみが透過される。３３０ナノメートルのＵ
Ｖ線に１８秒間露光し、ポリマーをより深くまで、部分
的に固定する。この深さは加熱を続けることによって微
調整し得る。その後特性は、広帯域ＵＶ線に露光するこ
とによって永久的に固定される。典型的なＵＶ露光レベ
ルは、約０．３ｍＷ／ｃｍ2である。露光波長は、ＵＶ
源とフィルム１との間に、公称１０ナノメートルに等し
い帯域幅の干渉フィルタを挿入することによって決定し
得る。露光時間は、実質的に２０ミクロンの厚さで、２
枚のガラス基板の間に設けられるフィルムに適してい
る。しかし、実際の露光時間は、基板の厚さおよび材料
の違いに合わせて調整し得る。
をゆっくりと約１０５℃まで加熱し、その後３２０ナノ
メートルの波長のＵＶ線に約２５秒間露光する。これに
より、上部層が固定され、４００ナノメートル付近の波
長の光を反射するようになる。その後フィルム１をさら
に３０分間、１０５℃の温度で維持し、拡散により、上
部層の反射帯域を長波長側に移動させる。下に位置する
非固定ポリマーは引き続き青色光を反射する。この結
果、緑色光のみが透過される。３３０ナノメートルのＵ
Ｖ線に１８秒間露光し、ポリマーをより深くまで、部分
的に固定する。この深さは加熱を続けることによって微
調整し得る。その後特性は、広帯域ＵＶ線に露光するこ
とによって永久的に固定される。典型的なＵＶ露光レベ
ルは、約０．３ｍＷ／ｃｍ2である。露光波長は、ＵＶ
源とフィルム１との間に、公称１０ナノメートルに等し
い帯域幅の干渉フィルタを挿入することによって決定し
得る。露光時間は、実質的に２０ミクロンの厚さで、２
枚のガラス基板の間に設けられるフィルムに適してい
る。しかし、実際の露光時間は、基板の厚さおよび材料
の違いに合わせて調整し得る。
【００５８】図３ａ，３ｂおよび３ｃは、前述の方法に
よって形成された赤色、緑色および青色領域に入射する
円偏光の光学透過スペクトルを示す。非偏光を直線偏光
子および四分の一波長フィルムに通し、円偏光を得た。
実際には、ほとんどの波長が、反対の旋回方向の成分を
少し用いて所望の円偏光状態に変換し得ると考えられ
る。誤った旋回方向の成分はフィルタを通過し、透過ス
ペクトルを汚染する。例えば、典型的な四分の一波長フ
ィルムの性能は、青色スペクトル領域ではあまり良くな
く、この作用は、図３ａ，３ｂおよび３ｃのスペクトル
に見られる。
よって形成された赤色、緑色および青色領域に入射する
円偏光の光学透過スペクトルを示す。非偏光を直線偏光
子および四分の一波長フィルムに通し、円偏光を得た。
実際には、ほとんどの波長が、反対の旋回方向の成分を
少し用いて所望の円偏光状態に変換し得ると考えられ
る。誤った旋回方向の成分はフィルタを通過し、透過ス
ペクトルを汚染する。例えば、典型的な四分の一波長フ
ィルムの性能は、青色スペクトル領域ではあまり良くな
く、この作用は、図３ａ，３ｂおよび３ｃのスペクトル
に見られる。
【００５９】フィルタの品質を向上するために、フィル
タ全体からの出力光は、吸収円偏光子を通過し得る。必
要な偏光旋回方向および色の光は、直線偏光に変更され
る。望ましくないまたは誤った偏光旋回方向の光は、直
交偏光状態に変換され、吸収される。これによって、図
４ａ，４ｂおよび４ｃに示すように、彩度が実質的に向
上する。
タ全体からの出力光は、吸収円偏光子を通過し得る。必
要な偏光旋回方向および色の光は、直線偏光に変更され
る。望ましくないまたは誤った偏光旋回方向の光は、直
交偏光状態に変換され、吸収される。これによって、図
４ａ，４ｂおよび４ｃに示すように、彩度が実質的に向
上する。
【００６０】図５は、光がオンアクシスおよびオフアク
シスの角度で入射するときの、このようなフィルタの性
能を示す。図５の座標は、標準のCIE 1931座標に一致
し、カラーフィルタの目標仕様が、陰なしの四角によっ
て示される。陰付きの三角、四角およびダイヤモンド
は、それぞれの記号に隣接する角度で光が入射するとき
の性能を示す。直角に、かつ有用な入射角度範囲で光が
入射するとき、優秀な性能が達成される。入射角度が大
きくなると、フィルタの性能は低下する。オフアクシス
の性能は、以下に説明され、かつ同じ方法によって形成
され得る、より複雑な構造によって向上され得る。
シスの角度で入射するときの、このようなフィルタの性
能を示す。図５の座標は、標準のCIE 1931座標に一致
し、カラーフィルタの目標仕様が、陰なしの四角によっ
て示される。陰付きの三角、四角およびダイヤモンド
は、それぞれの記号に隣接する角度で光が入射するとき
の性能を示す。直角に、かつ有用な入射角度範囲で光が
入射するとき、優秀な性能が達成される。入射角度が大
きくなると、フィルタの性能は低下する。オフアクシス
の性能は、以下に説明され、かつ同じ方法によって形成
され得る、より複雑な構造によって向上され得る。
【００６１】図６は、このような方法で形成され、基板
６上に形成された左旋（left-handed）反射型コレステ
リックポリマー１を含む、典型的なフィルタを示す。可
視スペクトルの赤色、緑色および青色部分を透過する領
域に加えて、直角入射偏光白色光８の光源によって発せ
られる、一定の旋回方向のすべての可視波長を反射する
領域７が形成され得る。従って、このフィルタを用い
て、例えばディスプレイのコントラストを改良する、
「ブラックマトリクス」または「ブラックマスク」を提
供することができる。例えば円偏光を直線偏光に変換す
る波長板９を、フィルタの出力側に設け得る。あるい
は、波長板９はフィルタの入力側に設け得る。
６上に形成された左旋（left-handed）反射型コレステ
リックポリマー１を含む、典型的なフィルタを示す。可
視スペクトルの赤色、緑色および青色部分を透過する領
域に加えて、直角入射偏光白色光８の光源によって発せ
られる、一定の旋回方向のすべての可視波長を反射する
領域７が形成され得る。従って、このフィルタを用い
て、例えばディスプレイのコントラストを改良する、
「ブラックマトリクス」または「ブラックマスク」を提
供することができる。例えば円偏光を直線偏光に変換す
る波長板９を、フィルタの出力側に設け得る。あるい
は、波長板９はフィルタの入力側に設け得る。
【００６２】図７〜１０は、好適には前述の方法で作製
されるが、代わりにその他の方法によっても形成され得
る、透過型カラーフィルタを示す。これらのフィルタ
は、オフアクシスの性能の向上を示し、広範囲の用途を
有するフィルタを提供するが、これによりオンアクシス
の性能は、若干損なわれ得る。
されるが、代わりにその他の方法によっても形成され得
る、透過型カラーフィルタを示す。これらのフィルタ
は、オフアクシスの性能の向上を示し、広範囲の用途を
有するフィルタを提供するが、これによりオンアクシス
の性能は、若干損なわれ得る。
【００６３】図７は、入射する左手（left handed）円
偏光をフィルタリングする赤色フィルタを示す。フィル
タは、緑色左旋層１０、青色左旋層１１、および黄色／
橙色右旋（right handed）層１２を含む。層１０〜１２
はそれぞれ、層に直角に入射する、規定の旋回方向の、
かつスペクトルの規定の部分の光を反射する、コレステ
リックレフレクターを含む。
偏光をフィルタリングする赤色フィルタを示す。フィル
タは、緑色左旋層１０、青色左旋層１１、および黄色／
橙色右旋（right handed）層１２を含む。層１０〜１２
はそれぞれ、層に直角に入射する、規定の旋回方向の、
かつスペクトルの規定の部分の光を反射する、コレステ
リックレフレクターを含む。
【００６４】図７の左側の部分は、フィルム１の表面２
に実質的に直角に入射する偏光に対する性能を示す。可
視スペクトルの緑色部分Ｇは、層１０によって反射さ
れ、スペクトルの青色部分Ｂは層１１によって反射され
る。残りの赤色部分Ｒを含む可視スペクトルは、３つの
層１０、１１、および１２すべてによって透過される。
に実質的に直角に入射する偏光に対する性能を示す。可
視スペクトルの緑色部分Ｇは、層１０によって反射さ
れ、スペクトルの青色部分Ｂは層１１によって反射され
る。残りの赤色部分Ｒを含む可視スペクトルは、３つの
層１０、１１、および１２すべてによって透過される。
【００６５】図７の右側の部分は、法線に対して鋭角に
表面２に入射する光に対する動作を示す。可視スペクト
ルの各部分は、直角入射のときならより長い波長の光を
反射する層によって反射される。従って、青色部分Ｂ
は、層１０によって反射される。緑色部分Ｇは層１０お
よび１１を通過するが、これらの層のオフアクシスの複
屈折によって、偏光の方向が変わる。従って、緑色部分
Ｇが層１２に入射するとき、その偏光は、左手円偏光に
実質的に変換されている。層１２の反射帯域は、スペク
トルの緑色部分Ｇが、層１２の右旋黄色／橙色直角反射
性能によって実質的に反射されるように選択される。赤
色光は、所望の通り、層１０、１１および１２を通過す
る。
表面２に入射する光に対する動作を示す。可視スペクト
ルの各部分は、直角入射のときならより長い波長の光を
反射する層によって反射される。従って、青色部分Ｂ
は、層１０によって反射される。緑色部分Ｇは層１０お
よび１１を通過するが、これらの層のオフアクシスの複
屈折によって、偏光の方向が変わる。従って、緑色部分
Ｇが層１２に入射するとき、その偏光は、左手円偏光に
実質的に変換されている。層１２の反射帯域は、スペク
トルの緑色部分Ｇが、層１２の右旋黄色／橙色直角反射
性能によって実質的に反射されるように選択される。赤
色光は、所望の通り、層１０、１１および１２を通過す
る。
【００６６】図８は、それぞれ左旋の赤外層１３、青色
層１４、赤色層１５および緑色右旋反射層１６を含む緑
色透過型フィルタを示す。図８の左側の部分は、実質的
に直角に入射する左手円偏光に対する動作を示す。可視
部分Ｒ、ＧおよびＢはすべて左旋赤外層１３を通過する
が、青色部分Ｂは層１４によって反射される。赤色部分
Ｒは層１５によって反射されるが、緑色部分Ｇはフィル
ム１を透過する。
層１４、赤色層１５および緑色右旋反射層１６を含む緑
色透過型フィルタを示す。図８の左側の部分は、実質的
に直角に入射する左手円偏光に対する動作を示す。可視
部分Ｒ、ＧおよびＢはすべて左旋赤外層１３を通過する
が、青色部分Ｂは層１４によって反射される。赤色部分
Ｒは層１５によって反射されるが、緑色部分Ｇはフィル
ム１を透過する。
【００６７】図８の右側の部分は、法線に対して傾斜し
て表面２に入射する光に対する動作を示す。赤色部分Ｒ
は赤外反射層１３によって反射される。層１３、１４お
よび１５の青色部分Ｂに対する複屈折率は、青色部分Ｂ
が左手円偏光から右手（right handed）円偏光に変換さ
れ、その結果緑色右旋層１６によって反射されるほど大
きい。層１３および１４のオフアクシスの複屈折は、緑
色左旋部分Ｇを赤色層１５によって透過される右旋に変
更する。
て表面２に入射する光に対する動作を示す。赤色部分Ｒ
は赤外反射層１３によって反射される。層１３、１４お
よび１５の青色部分Ｂに対する複屈折率は、青色部分Ｂ
が左手円偏光から右手（right handed）円偏光に変換さ
れ、その結果緑色右旋層１６によって反射されるほど大
きい。層１３および１４のオフアクシスの複屈折は、緑
色左旋部分Ｇを赤色層１５によって透過される右旋に変
更する。
【００６８】図９は、表面２に入射する左手円偏光に対
する青色透過型フィルタの動作を示す。フィルタは、そ
れぞれ左手円偏光の、スペクトルの赤外、赤色および緑
色部分を反射する、コレステリック層１７、１８および
１９を含む。
する青色透過型フィルタの動作を示す。フィルタは、そ
れぞれ左手円偏光の、スペクトルの赤外、赤色および緑
色部分を反射する、コレステリック層１７、１８および
１９を含む。
【００６９】図９の左側の部分は、オンアクシス入射光
または直角入射光に対する性能を示す。層１８は赤色部
分Ｒを反射し、層１９は緑色部分Ｇを反射し、青色部分
Ｂが透過される。
または直角入射光に対する性能を示す。層１８は赤色部
分Ｒを反射し、層１９は緑色部分Ｇを反射し、青色部分
Ｂが透過される。
【００７０】図９の右側の部分は、オフアクシス光に対
する性能を示す。赤色部分Ｒは層１７によって反射さ
れ、緑色部分Ｇは層１８によって反射される。層１７お
よび１８のオフアクシス光に対する全複屈折率は、青色
部分Ｂの偏光が、左手から右手円偏光に変換され、青色
部分Ｂが層１９を通過するほど大きい。
する性能を示す。赤色部分Ｒは層１７によって反射さ
れ、緑色部分Ｇは層１８によって反射される。層１７お
よび１８のオフアクシス光に対する全複屈折率は、青色
部分Ｂの偏光が、左手から右手円偏光に変換され、青色
部分Ｂが層１９を通過するほど大きい。
【００７１】図１０に示す緑色透過型フィルタは、薄い
左旋緑色反射コレステリック層２０が、光が入射する表
面または入力表面２に隣接して設けられるという点で、
図９に示すフィルタとは異なる。層２０は、オンアクシ
スの緑色部分Ｇをいくらか反射し、またオフアクシスの
青色部分Ｂの少なくともいくらかを反射するので、緑色
右旋層１６は省略され得る。このアレンジメントは、オ
ンアクシスの性能を若干犠牲にして、オフアクシスの性
能を向上させ、表面２に対する入射角度および表面４か
らの出射角度に対する依存性の低い緑色透過型フィルタ
を提供する。
左旋緑色反射コレステリック層２０が、光が入射する表
面または入力表面２に隣接して設けられるという点で、
図９に示すフィルタとは異なる。層２０は、オンアクシ
スの緑色部分Ｇをいくらか反射し、またオフアクシスの
青色部分Ｂの少なくともいくらかを反射するので、緑色
右旋層１６は省略され得る。このアレンジメントは、オ
ンアクシスの性能を若干犠牲にして、オフアクシスの性
能を向上させ、表面２に対する入射角度および表面４か
らの出射角度に対する依存性の低い緑色透過型フィルタ
を提供する。
【００７２】適切な補正層が、図７〜１０に示すフィル
タすべてのフィルム１の表面４に隣接する最終層として
設けられ得る。このような補正層は、すべての透過成分
を同じ偏光状態に変換するため、または偏光状態を、例
えばＬＣＤと一致させるために配置され得る。
タすべてのフィルム１の表面４に隣接する最終層として
設けられ得る。このような補正層は、すべての透過成分
を同じ偏光状態に変換するため、または偏光状態を、例
えばＬＣＤと一致させるために配置され得る。
【００７３】非偏光白色光２１をフィルタリングするの
に適したカラー透過型フィルタを提供するために、個別
のコレステリックフィルムが、図１１に示すように積層
され得る。この場合、基板６は、左手円偏光成分をフィ
ルタリングするコレステリックポリマーフィルム１ａを
有し、この次に、フィルム１ａによって透過された右手
円偏光をフィルタリングするコレステリックポリマーフ
ィルム１ｂを有する。
に適したカラー透過型フィルタを提供するために、個別
のコレステリックフィルムが、図１１に示すように積層
され得る。この場合、基板６は、左手円偏光成分をフィ
ルタリングするコレステリックポリマーフィルム１ａを
有し、この次に、フィルム１ａによって透過された右手
円偏光をフィルタリングするコレステリックポリマーフ
ィルム１ｂを有する。
【００７４】図１２は、非偏光白色光２１をフィルタリ
ングするための代替アレンジメントを示す。この場合、
基板６は、左手円偏光をフィルタリングするコレステリ
ックポリマーフィルム１を有し、このフィルム１は、あ
る旋回方向の円偏光を反対の旋回方向に変換する、広帯
域半波長フィルム２２によって隔てられている。基板６
に隣接するコレステリックポリマーフィルム１は、右手
円偏光をフィルム２２まで透過し、フィルム２２で、偏
光が左手円偏光に反転される。従って、フィルム１は双
方とも、左手円偏光に作用し、図示するように、スペク
トルの赤色、緑色および青色部分を透過する。
ングするための代替アレンジメントを示す。この場合、
基板６は、左手円偏光をフィルタリングするコレステリ
ックポリマーフィルム１を有し、このフィルム１は、あ
る旋回方向の円偏光を反対の旋回方向に変換する、広帯
域半波長フィルム２２によって隔てられている。基板６
に隣接するコレステリックポリマーフィルム１は、右手
円偏光をフィルム２２まで透過し、フィルム２２で、偏
光が左手円偏光に反転される。従って、フィルム１は双
方とも、左手円偏光に作用し、図示するように、スペク
トルの赤色、緑色および青色部分を透過する。
【００７５】前述の方法は、例えばコレステリックフィ
ルムに波長板を形成するために使用し得る。例えば、フ
ィルム１の出力表面４で、円偏光を直線偏光に変換する
波長板を組み込むことが可能である。このような波長板
は、カラーフィルタと組み合わせ得る。図１３は、緑色
カラーフィルタと波長板を組み合わせたときの性能を示
す。波長板は、基板６近くのコレステリック液晶ポリマ
ーを、例えば表面効果または電界を利用して傾斜させる
ことによって形成し得る。その後ポリマーをＵＶ線を用
いて固定する。
ルムに波長板を形成するために使用し得る。例えば、フ
ィルム１の出力表面４で、円偏光を直線偏光に変換する
波長板を組み込むことが可能である。このような波長板
は、カラーフィルタと組み合わせ得る。図１３は、緑色
カラーフィルタと波長板を組み合わせたときの性能を示
す。波長板は、基板６近くのコレステリック液晶ポリマ
ーを、例えば表面効果または電界を利用して傾斜させる
ことによって形成し得る。その後ポリマーをＵＶ線を用
いて固定する。
【００７６】図１３に示す透過は、単一の直線偏光子を
基準として規格化される。直線偏光緑色フィルタは、非
偏光によって照明される。直交に配置された出力偏光子
を介して見ると、フィルタは、カーブ２３が示すよう
に、緑色透過型フィルタとして機能する。平行に配置さ
れた直線偏光子を介して見ると、フィルタはニュートラ
ルな透過体のように見える。
基準として規格化される。直線偏光緑色フィルタは、非
偏光によって照明される。直交に配置された出力偏光子
を介して見ると、フィルタは、カーブ２３が示すよう
に、緑色透過型フィルタとして機能する。平行に配置さ
れた直線偏光子を介して見ると、フィルタはニュートラ
ルな透過体のように見える。
【００７７】図１４ａ〜１４ｄは、４×４変換マトリッ
クス理論を用いてモデル化されたときの、グレーデッド
ピッチ分布を用いて形成された緑色透過型フィルタの透
過スペクトルを示す。シミュレーションは、異なる入射
角について、短ピッチ表面を入力表面として用いて行っ
た。左旋のフィルタについて、実線が左手円偏光入射光
に対する性能を示し、破線のカーブは、右手円偏光入力
光に対する性能を示す。
クス理論を用いてモデル化されたときの、グレーデッド
ピッチ分布を用いて形成された緑色透過型フィルタの透
過スペクトルを示す。シミュレーションは、異なる入射
角について、短ピッチ表面を入力表面として用いて行っ
た。左旋のフィルタについて、実線が左手円偏光入射光
に対する性能を示し、破線のカーブは、右手円偏光入力
光に対する性能を示す。
【００７８】入射角が大きくなるにつれて、フィルタの
透過帯は低波長側へと移動する。
透過帯は低波長側へと移動する。
【００７９】図１５は、ＬＣＤとともに使用される典型
的な蛍光管の発光スペクトルを示す。スペクトルの緑色
部分では、バックライトは比較的狭い発光ピークを有す
る。
的な蛍光管の発光スペクトルを示す。スペクトルの緑色
部分では、バックライトは比較的狭い発光ピークを有す
る。
【００８０】この結果、オンアクシスで見たとき、また
は比較的小さな入射角で見たとき、図１４ａ〜１４ｄに
その性能を示す緑色フィルタは、約６０％の最大透過率
を有する。図１５に示す性能を有するタイプの光源を用
いてオフアクシスで見たとき、透過は角度によって変化
する。
は比較的小さな入射角で見たとき、図１４ａ〜１４ｄに
その性能を示す緑色フィルタは、約６０％の最大透過率
を有する。図１５に示す性能を有するタイプの光源を用
いてオフアクシスで見たとき、透過は角度によって変化
する。
【００８１】このような不都合を克服するために、前述
の方法を用いて、異なるピッチの、いくつかの十分に隔
てられたブロックまたは層を有する緑色フィルタを提供
し、図１６ａ〜１６ｄに示す透過スペクトルを有するフ
ィルタを形成することができる。光効率は、実質的に向
上され、視野角に対する依存性は実質的に低減される。
の方法を用いて、異なるピッチの、いくつかの十分に隔
てられたブロックまたは層を有する緑色フィルタを提供
し、図１６ａ〜１６ｄに示す透過スペクトルを有するフ
ィルタを形成することができる。光効率は、実質的に向
上され、視野角に対する依存性は実質的に低減される。
【００８２】図１６ａ〜１６ｄにその性能を示すコレス
テリックフィルムは、２５３、２７２、２９１、３１
０、３２０、３８３、４００および４２０ナノメートル
のピッチを有する８つのコレステリック層を含み、各層
は１５ピッチの厚さを有する。コレステリック屈折率
は、１．５３および１．６３であり、屈折率が１．５２
の基板および上部基板が採用される。
テリックフィルムは、２５３、２７２、２９１、３１
０、３２０、３８３、４００および４２０ナノメートル
のピッチを有する８つのコレステリック層を含み、各層
は１５ピッチの厚さを有する。コレステリック屈折率
は、１．５３および１．６３であり、屈折率が１．５２
の基板および上部基板が採用される。
【００８３】
【発明の効果】上述したように、本願発明によると、ポ
リマーフィルムに、三次元構造を、単一の素子または装
置として形成することを可能にする方法を提供すること
ができる。例えば、この方法は、様々なフィルタを形成
するために使用され得る。このようなフィルタは、他の
技術によって形成され得るが、有利性は劣る。フィルム
の構造は、コレステリック分光フィルタまたはその他の
装置で、所望の角度応答特性を達成するために、深さに
よって変更され得る。液晶分子の異方性の性質、これら
の分子の配向を、例えば表面効果または電界あるいは磁
界の印加によって制御する能力、およびＵＶ光の配向を
固定する能力によって、複雑な三次元構造を形成するこ
とができる。例えば、単一フィルムノッチフィルタおよ
び単一フィルムＲＧＢ透過型カラーフィルタが形成され
得る。
リマーフィルムに、三次元構造を、単一の素子または装
置として形成することを可能にする方法を提供すること
ができる。例えば、この方法は、様々なフィルタを形成
するために使用され得る。このようなフィルタは、他の
技術によって形成され得るが、有利性は劣る。フィルム
の構造は、コレステリック分光フィルタまたはその他の
装置で、所望の角度応答特性を達成するために、深さに
よって変更され得る。液晶分子の異方性の性質、これら
の分子の配向を、例えば表面効果または電界あるいは磁
界の印加によって制御する能力、およびＵＶ光の配向を
固定する能力によって、複雑な三次元構造を形成するこ
とができる。例えば、単一フィルムノッチフィルタおよ
び単一フィルムＲＧＢ透過型カラーフィルタが形成され
得る。
【００８４】フィルタなどの装置の角度依存性は、これ
らの技術を用いて制御され得る。例えば、公知の装置の
場合より広い範囲の入射角および出射角で性能を保持す
る分光フィルタを提供することができる。
らの技術を用いて制御され得る。例えば、公知の装置の
場合より広い範囲の入射角および出射角で性能を保持す
る分光フィルタを提供することができる。
【００８５】このようなコレステリックカラーフィルタ
の別の利点は、プロジェクタシステムなどの大きな光束
を有するシステムで使用され得るということである。特
に、不要な光が吸収されるよりもむしろ反射されるた
め、フィルタにかかる熱応力は低くなる。従って、カラ
ーの安定性および動作寿命の向上が達成され得る。
の別の利点は、プロジェクタシステムなどの大きな光束
を有するシステムで使用され得るということである。特
に、不要な光が吸収されるよりもむしろ反射されるた
め、フィルタにかかる熱応力は低くなる。従って、カラ
ーの安定性および動作寿命の向上が達成され得る。
【図１ａ】本発明の一実施形態による方法の第１の工程
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図１ｂ】本発明の一実施形態による方法の第２の工程
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図１ｃ】本発明の一実施形態による方法の第３の工程
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図２】単一のコレステリック液晶ポリマーセルの波長
の温度依存性を示す、摂氏温度に対する波長（ナノメー
トル単位）のグラフである。
の温度依存性を示す、摂氏温度に対する波長（ナノメー
トル単位）のグラフである。
【図３ａ】円偏光によって照明される赤色カラーフィル
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
【図３ｂ】円偏光によって照明される緑色カラーフィル
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
【図３ｃ】円偏光によって照明される青色カラーフィル
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
タの波長（ナノメートル単位）に対する透過スペクトル
を透過率で表したグラフである。
【図４ａ】図３ａに類似するが、出力円偏光子を用いる
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
【図４ｂ】図３ｂに類似するが、出力円偏光子を用いる
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
【図４ｃ】図３ｃに類似するが、出力円偏光子を用いる
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
ことによって達成し得る、性能の向上を示したグラフで
ある。
【図５】狭角カラーフィルタのＣＩＥカラー座標の角変
化を示す図である。
化を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による、ブラックマトリク
スを有する、絵素分割されたカラーフィルタを示す図で
ある。
スを有する、絵素分割されたカラーフィルタを示す図で
ある。
【図７】本発明の一実施形態による赤色フィルタとオン
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
【図８】本発明の一実施形態による緑色フィルタとオン
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
【図９】本発明の一実施形態による青色フィルタとオン
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
アクシスおよびオフアクシスの性能を示す概略断面図で
ある。
【図１０】図８で示す緑色フィルタの改変を示す概略断
面図である。
面図である。
【図１１】非偏光とともに使用される積層フィルタを示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図１２】非偏光とともに使用される、広帯域半波長板
によって隔てられた同一のフィルタを示す概略断面図で
ある。
によって隔てられた同一のフィルタを示す概略断面図で
ある。
【図１３】本発明の一実施形態による、直線偏光緑色フ
ィルタの波長（ナノメートル単位）に対する透過を透過
率で示したグラフである。
ィルタの波長（ナノメートル単位）に対する透過を透過
率で示したグラフである。
【図１４ａ】短ピッチ面上で照明される左旋緑色グレー
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角０度の
ときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、右
手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角０度の
ときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、右
手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
【図１４ｂ】短ピッチ面上で照明される左旋緑色グレー
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角１０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角１０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
【図１４ｃ】短ピッチ面上で照明される左旋緑色グレー
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角２０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角２０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
【図１４ｄ】短ピッチ面上で照明される左旋緑色グレー
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角３０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
デッドピッチコレステリックフィルタの波長（ナノメー
トル単位）に対する透過のグラフであり、入射角３０度
のときの、左手円偏光に対する反応を実線のカーブで、
右手円偏光に対する反応を破線のカーブで表している。
【図１５】ＬＣＤ用の典型的なバックライトのスペクト
ルを示す、オングストローム単位の波長に対する強度の
グラフである。
ルを示す、オングストローム単位の波長に対する強度の
グラフである。
【図１６ａ】複数の別々の層を含む、左旋緑色コレステ
リックフィルタに関する、図１４ａに類似するグラフで
ある。
リックフィルタに関する、図１４ａに類似するグラフで
ある。
【図１６ｂ】複数の別々の層を含む、左旋緑色コレステ
リックフィルタに関する、図１４ｂに類似するグラフで
ある。
リックフィルタに関する、図１４ｂに類似するグラフで
ある。
【図１６ｃ】複数の別々の層を含む、左旋緑色コレステ
リックフィルタに関する、図１４ｃに類似するグラフで
ある。
リックフィルタに関する、図１４ｃに類似するグラフで
ある。
【図１６ｄ】複数の別々の層を含む、左旋緑色コレステ
リックフィルタに関する、図１４ｄに類似するグラフで
ある。
リックフィルタに関する、図１４ｄに類似するグラフで
ある。
１ フィルム ２ 上表面 ３ ＵＶで固定された領域 ４ 下表面 ３０ 温度制御装置 ６ 基板 ７ 直角入射偏光白色光８の光源によって発せられる、
一定の旋回方向のすべての可視波長を反射する領域 ８ 直角入射偏光白色光 ９ 波長板 １０ 緑色左旋層 １１ 青色左旋層 １２ 黄色／橙色右旋層 １３ 左旋赤外層 １４ 左旋青色層 １５ 左旋赤色層 １６ 右旋緑色反射層 １７ 左旋赤外コレステリック層 １８ 左旋赤色コレステリック層 １９ 左旋緑色コレステリック層 ２０ 薄い左旋緑色反射コレステリック層 ２１ 非偏光白色光 ２２ 広帯域半波長フィルム １ａ 左旋反射型コレステリックポリマー １ｂ 右旋反射型コレステリックポリマー
一定の旋回方向のすべての可視波長を反射する領域 ８ 直角入射偏光白色光 ９ 波長板 １０ 緑色左旋層 １１ 青色左旋層 １２ 黄色／橙色右旋層 １３ 左旋赤外層 １４ 左旋青色層 １５ 左旋赤色層 １６ 右旋緑色反射層 １７ 左旋赤外コレステリック層 １８ 左旋赤色コレステリック層 １９ 左旋緑色コレステリック層 ２０ 薄い左旋緑色反射コレステリック層 ２１ 非偏光白色光 ２２ 広帯域半波長フィルム １ａ 左旋反射型コレステリックポリマー １ｂ 右旋反射型コレステリックポリマー
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５ (72)発明者 ロバート ジョージ ワトリング ブラウ ン イギリス国 オーエックス９ ２ビーディ ー オックスフォードシャー， テーム, ガッジ クローズ １ (72)発明者 ジリアン マーガレット デイビス イギリス国 ピーイー17 ４ユージェイ ケンブリッジシャー， ハンティンドン, セント アイベス， オードリー クロ ーズ 16 (72)発明者 ナザン スミス イギリス国 ピーエル７ ２エフエックス プリマス， プリンプトン， グレンリ ッジ， ウォルナット クローズ ６ (72)発明者 カスリン ウォルシュ イギリス国 エヌジー19 ６ティーピー ノッティンガムシャー， マンスフィール ド， ダンバー ドライブ 22
Claims (30)
- 【請求項１】 単一フィルム光学装置の製造方法であっ
て、 （ａ）重合可能または架橋可能なコレステリック液晶材
料の層を形成する工程と、 （ｂ）該層の第１の物理的条件を確立する工程と、 （ｃ）該層の少なくとも第１の領域を、該層の第１の表
面から該層の厚さより小さな第１の深さまで該層を透過
する放射によって照射することにより、第１の重合また
は架橋を開始する工程と、 （ｄ）該第１の物理的条件と異なる、該層の第２の物理
的条件を確立する工程と、 （ｅ）少なくとも該第１の領域を、該層の厚さの全体を
透過する放射によって照射することにより、第２の重合
または架橋を開始する工程と、を包含する方法。 - 【請求項２】 （ｆ）前記工程（ａ）と（ｂ）との間
で、前記層を配向処理する工程をさらに包含する、請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記工程（ｆ）が、前記層を、第１の所
定の時間、第１の所定の温度で維持する工程を包含す
る、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記工程（ａ）が、前記層を基板上に形
成する工程を包含する、請求項１から３のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項５】 前記工程（ａ）が、前記層を基板上に形
成する工程を包含し、該基板が、該層を配向処理する配
向表面を有する、請求項２または３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記放射が電磁放射である、請求項１か
ら５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 前記電磁放射が紫外線である、請求項６
に記載の方法。 - 【請求項８】 前記工程（ｃ）の放射が、前記工程
（ｅ）の放射よりも短い波長を有する、請求項７に記載
の方法。 - 【請求項９】 （ｇ）前記第１および第２の物理的条件
と異なる、前記層の更なる物理的条件を確立する工程
と、 （ｈ）該第１の表面から、前記第１の深さより大きく、
かつ該層の厚さより小さな更なる深さまで、該層を透過
する放射によって照射することにより、更なる重合また
は架橋を開始する工程と、をさらに包含する、請求項１
から８のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１０】 （ｇ）前記第１および第２の物理的条
件と異なる、前記層の更なる物理的条件を確立する工程
と、 （ｈ）該第１の表面から、前記第１の深さより大きく、
かつ該層の厚さより小さな更なる深さまで、該層を透過
する放射によって照射することにより、更なる重合また
は架橋を開始する工程と、をさらに包含し、該工程
（ｈ）の放射が、前記工程（ｅ）の放射よりも長い波長
を有する、請求項７または８に記載の方法。 - 【請求項１１】 （ｇ）前記第１および第２の物理的条
件と異なる、前記層の更なる物理的条件を確立する工程
と、 （ｈ）該第１の表面から、前記第１の深さより大きく、
かつ該層の厚さより小さな更なる深さまで、該層を透過
する放射によって照射することにより、更なる重合また
は架橋を開始する工程と、をさらに包含し、該工程
（ｈ）の放射が、前記工程（ｃ）の放射よりも大きな中
心波長を有する、請求項７または８に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記工程（ｈ）の放射が、前記工程
（ｃ）の放射よりも大きな中心波長を有する、請求項１
０に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記工程（ｈ）の照射が、前記第１の
領域の照射である、請求項９から１２のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項１４】 前記工程（ｈ）の照射が、前記第１の
領域と異なる第２の領域の照射である、請求項９から１
２のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１５】 前記工程の（ｂ）および（ｄ）の少な
くとも一方が、前記層に、電界または磁界を印加する工
程を包含する、請求項１から１４のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項１６】 前記工程の（ｂ）および（ｄ）の少な
くとも一方が、前記層を、それぞれの所定の時間、それ
ぞれの所定の温度で維持する工程を包含する、請求項１
から１５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１７】 前記工程（ｄ）が、第２の所定の時
間、前記層で拡散が起こることを可能にする工程を包含
する、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１８】 前記第１の領域が、複数の第１の絵素
領域を包含する、請求項１から１７のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項１９】 前記第１の領域が、複数の第１の絵素
領域を包含し、前記第２の領域が、複数の第２の絵素領
域を包含する、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記光学装置が分光フィルタを包含す
る、請求項１から１９のいずれかに記載の方法。 - 【請求項２１】 前記層に、前記第１の表面で、または
第２の表面で、波長板を形成する工程をさらに包含す
る、請求項１から２０のいずれかに記載の方法。 - 【請求項２２】 前記波長板が四分の一波長板である、
請求項２１に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記波長板が、前記第１または第２の
表面の全体にわたって延びる、請求項２１または２２に
記載の方法。 - 【請求項２４】 入力表面に入射する第１の波長帯の第
１の円偏光の光学放射を透過する、複数の層を包含する
フィルタであって、 該複数の層の第１の層が、直角に入射する、該第１の波
長帯より低い第２の波長帯の該第１の円偏光の放射を反
射する、第１のコレステリックレフレクターを包含し、 該複数の層の第２の層が、該第１のレフレクターによっ
て透過された、直角に入射する、該第２の波長帯より下
の第３の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第
２のコレステリックレフレクターを包含し、 該複数の層の第３の層が、該第１および第２のレフレク
ターによって透過された、直角に入射する、少なくとも
部分的に該第１および第２の波長帯の間にある第４の波
長帯の、該第１の円偏光と実質的に直交する第２の円偏
光の放射を反射する、第３のコレステリックレフレクタ
ーを包含し、 該入力表面と該第３のレフレクターとの間の層が、該第
２の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的に、
該第１の円偏光から該第２の円偏光に変換されるよう
な、該第２の波長帯の非直角入射放射に対する全複屈折
率を有するフィルタ。 - 【請求項２５】 前記第４の波長帯が、可視スペクトル
の黄色−橙色部分を包含する、請求項２４に記載のフィ
ルタ。 - 【請求項２６】 入力表面に入射する第２の波長帯の第
１の円偏光の光学放射を透過する、複数の層を包含する
フィルタであって、 該複数の層の第１の層が、直角に入射する、第５の波長
帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第１のコレステ
リックレフレクターを包含し、 該複数の層の第２の層が、該第１のレフレクターによっ
て透過された、直角に入射する、該第２の波長帯より下
の第３の波長帯の該第１の円偏光の放射を反射する、第
２のコレステリックレフレクターを包含し、 該複数の層の第３の層が、該第１および第２のレフレク
ターによって透過された、直角に入射する、該第５およ
び第２の波長帯の間にある第１の波長帯の、該第１の円
偏光の放射を反射する、第３のコレステリックレフレク
ターを包含し、 該複数の層の第４の層が、該第１、第２および第３のレ
フレクターによって透過された、直角に入射する、該第
２の波長帯の、該第１の円偏光と実質的に直交する第２
の円偏光の放射を反射する、第４のコレステリックレフ
レクターを包含し、 該入力表面と該第３のレフレクターとの間の層が、該第
２の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的に、
該第１の円偏光から該第２の円偏光に変換されるよう
な、該第２の波長帯の非直角入射放射に対する全複屈折
率を有し、 該入力表面と該第４のレフレクターとの間の層が、該第
３の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的に、
該第１の円偏光から該第２の円偏光に変換されるよう
な、該第３の波長帯の非直角入射放射に対する全複屈折
率を有するフィルタ。 - 【請求項２７】 入力表面に入射する第３の波長帯の第
１の円偏光の光学放射を透過する、複数の層を包含する
フィルタであって、 該複数の層の第１の層が、直角に入射する、該第３の波
長帯より上の第５の波長帯の該第１の円偏光の放射を反
射する、第１のコレステリックレフレクターを包含し、 該複数の層の第２の層が、該第１のレフレクターによっ
て透過された、直角に入射する、該第５および第３の波
長帯の間にある第１の波長帯の、該第１の円偏光の放射
を反射する、第２のコレステリックレフレクターを包含
し、 該複数の層の第３の層が、該第１および第２のレフレク
ターによって透過された、直角に入射する、該第１およ
び第３の波長帯の間にある第２の波長帯の、該第１の円
偏光の放射を反射する、第３のコレステリックレフレク
ターを包含し、 該入力表面と該第３のレフレクターとの間の層が、該第
３の波長帯の非直角入射放射が、少なくとも部分的に、
該第１の円偏光と実質的に直交する第２の円偏光に変換
されるような、該第３の波長帯の非直角入射放射に対す
る全複屈折率を有するフィルタ。 - 【請求項２８】 前記第５の波長帯が、スペクトルの赤
外部分である、請求項２６または２７に記載のフィル
タ。 - 【請求項２９】 前記第１、第２および第３の波長帯
が、可視スペクトルのそれぞれ赤色、緑色および青色部
分を包含する、請求項２４から２８のいずれかに記載の
フィルタ。 - 【請求項３０】 請求項１に記載の方法で製造された、
請求項２４から２８のいずれかに記載のフィルタ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9702077A GB2321717A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Cholesteric optical filters |
| GB9702077.0 | 1997-01-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260387A true JPH10260387A (ja) | 1998-09-29 |
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Family
ID=10806936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01553798A Expired - Fee Related JP3503924B2 (ja) | 1997-01-31 | 1998-01-28 | フィルタおよび光学装置の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6339464B1 (ja) |
| EP (1) | EP0860718B1 (ja) |
| JP (1) | JP3503924B2 (ja) |
| GB (1) | GB2321717A (ja) |
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